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专利名称：一种液态金属两相流空泡率测量装置及测量方法
技术领域：
本发明涉及一种测量液态金属两相流中空泡分布的接触式测量装置及测量方法，并根据测量得到的空泡直径、分布计算空泡率。
背景技术：
铅基合金由于具有良好的增殖性、嬗变性而作为次临界驱动反应堆的热门冷却齐U。当一回路换热器发生蒸汽管道破口事故后，二回路水与一回路高温液态铅基合金反应，产生的大量气泡改变了流场特性；气泡的存在还可能带来爆炸影响换热器的甚至反应堆堆芯的安全运行。因此，研究高温合金中气泡的直径、分布以及空泡率数值对于反应堆换热器设计及事故处理提供实验指导和理论依据。测量两相流中空泡率的方法很多，比如超声波法、中子辐照法、X射线法等，且多仅适用于水/气两相流介质。液态金属两相流具有的密闭不透光、高电导率等特点，使得光学测量方法不可用。另外，中子辐照法以及X射线法，设备复杂，需要额外的设备获得气泡的分布率。

发明内容
本发明技术解决问题:克服现有技术的不足，提供一种能够快速方便的测量液态重金属中空泡率大小的液态金属两相流空泡率测量装置及测量方法。本发明技术解决方案:一种液态金属两相流空泡率测量装置，包括:多个探针组成的探针组1、直流电源2、数据监控设备3 ;每个探针含有三个传感器，三个传感器呈等边三角形分布，用于定位、测量气泡直径，三个传感器分别与直流电源2和数据监控设备3连接；探针组I伸入到液态金属内部，直流电源2向探针组I提供稳定电压，数据监控设备3记录分析探针组I上电压值的改变。所述三个传感器间的垂直距离为I 5mm，水平距离为0.3-0.8mm，这样有利于垂直方向上获得稳定可信的气泡上升速度，水平方向上减小探针间的彼此影响，并保证气泡被三个传感器顺次捕捉。一种液态金属两相流空泡率测量方法，实现步骤如下:第一步，直流电源2向探针组I供电，保证探针组I中传感器具有稳定电压；第二步，正常状态下，探针组I上的传感器被短路，无电压差产生；当探针组I捕获到气泡时，产生电压波动，此波动信号会被数据监控设备3记录；第三步，数据监控设备3根 据得到的波动情况得到气泡被传感器捕获时间，并结合传感器间距离，计算出气泡直径；某个探针(第i号)测得的气泡直径为:
权利要求
1.一种液态金属两相流空泡率测量装置，其特征在于包括:多个探针组成的探针组(I)、直流电源(2 )、数据监控设备(3 );每个探针含有三个传感器，三个传感器呈等边三角形分布，用于定位、测量气泡直径，三个传感器分别与直流电源(2)和数据监控设备(3)连接；探针组(I)伸入到液态金属内部，直流电源(2)向探针组(I)提供稳定电压，数据监控设备(3 )记录分析探针组(I)上电压值的改变。
2.根据权利要求1所述的液态金属两相流空泡率测量装置，其特征在于:所述三个传感器间的垂直距离为I 5mm，水平距离为0.3-0.8mm，这样有利于垂直方向上获得稳定可信的气泡上升速度，水平方向上减小探针间的彼此影响，并保证气泡被三个传感器顺次捕捉。
3.一种液态金属两相流空泡率测量方法，其特征在于实现步骤如下:第一步，直流电源(2)向探针组(I)供电，保证探针组(I)中传感器具有稳定电压； 第二步，正常状态下，探针组(I)上的传感器被短路，无电压差产生；当探针组(I)捕获到气泡时，产生电压波动，此波动信号会被数据监控设备(3)记录； 第三步，数据监控设备(3)根据得到的波动情况得到气泡被传感器捕获时间，并结合传感器间距离，计算出气泡直径； 某个探针第i号测得的气泡直径为:
全文摘要
本发明涉及一种液态金属两相流空泡率测量装置及测量方法，它包括多传感器探针组，直流电源，数据收集及分析设备，在传感器间通入直流电，当传感器处在液态金属内部时，周围全为液态金属，发生短路；当传感器捕捉到气泡时候，传感器间电压发生改变。使用多传感器探针可以精确捕获气泡，分析气泡的尺寸；多个探针在空间构成探针组可测量流场内不同位置气泡的近似分布，从而推算出空泡率的数值。本发明所提供的装置通过使用电阻探针解决无法在液态金属中使用光学方法测量的缺陷；构建立体的探针测量设备及方法，改善电阻探针法测量液态金属的精确度。
文档编号G01N27/00GK103207211SQ201310071678
公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月6日 优先权日2013年3月6日
发明者姜华磊, 洒荣园, 高胜, 黄群英 申请人:中国科学院合肥物质科学研究院