一种管道内导电物体的监测装置的制作方法

本发明涉及导电物体监测领域，具体而言，涉及一种管道内导电物体的监测装置。

背景技术：

当前在管道内输送导电物体的应用越来越多，例如，将导电的液态金属作为冷却剂，在核反应堆、芯片冷却、飞行器主动冷却等诸多领域应用十分广泛，其中，所述导电的液态金属有液态的钠、钾、铅、钠钾合金、锡铋合金、铅铋合金等；将导电的液体或气固混合体从一个容器或工位输送至另一个容器或工位，在冶金、化工、印刷等行业应用较多，其中，导电的液体有铝水、铜水等，气固混合体有压缩气体驱动石墨粉等导电粉沫物固体运动而组成的混合体。由于管道通常是不透明且密封的，人们很难确定管道内是否流过导电物体，从而造成一些安全事故。例如，在利用液态金属钠作为冷却剂的领域，通常用电磁泵来推动液态金属钠在管道内流动，若在电磁泵出口的管道内还没有充满液态金属钠就启动电磁泵，将造成烧毁电磁泵的安全事故。因此，对管道内流过的导电物体进行监测十分有必要。

当前，已有互感式管道内液态金属监测装置，主要由原边线圈、副边线圈、正弦交变电流源以及信号接收和处理系统等组成，该装置利用线圈互感及涡流效应的原理实现对管道内有无液态金属进行监测，其缺点是原边线圈、副边线圈绕制在管道上（即传感器与管道为一体），安装、维护困难；此外，还有通过设置在管道外且垂直于该管道的涡流传感器、及与其电连接的信号处理机来监测管道内有无液态金属的技术，其缺点是测量灵敏度低、漂移大、稳定性差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种管道内导电物体的监测装置，拟解决现有监测装置安装、维护困难、测量灵敏度低、漂移大、稳定性差等技术问题。

为此，本发明实施例提供了一种管道内导电物体的监测装置，包括流过所述导电物体的监测管道、参考管道、管道固定装置、设有第一u型口和第二u型口的涡流传感器，以及与所述涡流传感器电连接的信号处理机，其中，所述监测管道穿过所述涡流传感器的第一u型口并通过所述管道固定装置固定在所述涡流传感器上，所述参考管道穿过所述涡流传感器的第二u型口并通过所述管道固定装置固定在所述涡流传感器上，所述涡流传感器内同轴绕有初级线圈、感应线圈和补偿线圈，所述第一u型口位于所述初级线圈和感应线圈之间，所述第二u型口位于所述初级线圈和补偿线圈之间。

进一步地，所述参考管道平行于所述监测管道，且垂直于所述涡流传感器的初级线圈、感应线圈和补偿线圈的轴线。

进一步地，所述参考管道的直径、壁厚、材质与所述监测管道的相同。

进一步地，涡流传感器内补偿线圈至初级线圈的间距等于感应线圈至初级线圈的间距。

进一步地，所述初级线圈、感应线圈和补偿线圈内设有铁芯。

进一步地，所述涡流传感器还包括与信号处理机电连接的温度传感器。

进一步地，所述温度传感器为热电偶。

在本发明实施例提供的监测装置中，涡流传感器设有第一u型口和第二u型口，将监测管道和参考管道分别嵌入至涡流传感器第一u型口和第二u型口内，即涡流传感能与管道分离，安装、维护方便。此外，参考管道的设置，使得在监测管道内没有导电物体时，感应线圈与补偿线圈感应到信号相同，而在监测管道内流过导电物体时，感应线圈与补偿线圈感应到的信号有巨大差别，从而能提高测量灵敏度、减少漂移、提高系统的稳定性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种管道内导电物体的监测装置轴向示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的一种管道内导电物体的监测装置局部剖面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1、图2，本发明实施例提供了一种管道内导电物体的监测装置，包括流过导电物体的监测管道1、参考管道2、管道固定装置5、设有第一u型口37和第二u型口38的涡流传感器3，以及与所述涡流传感器3电连接的信号处理机6，其中，监测管道1穿过涡流传感器3的第一u型口37并通过管道固定装置4固定在涡流传感器3上，参考管道2穿过涡流传感器3的第二u型口38并通过管道固定装置4固定在涡流传感器3上。优选地，管道固定装置4包括可拆分的圆弧形固定块和连接螺钉，能轻易地将涡流传感器3固定在监测管道1上，拆装极其简便。

涡流传感器3包括外壳35、骨架34、同轴绕制在骨架34上的初级线圈32、感应线圈31和补偿线圈33，其中，外壳35和骨架34上均设有第一u型口37和第二u型口38，第一u型口37位于初级线圈32和感应线圈31之间，第二u型口38位于初级线圈32和补偿线圈33之间。参考管道2平行于监测管道1，且垂直于涡流传感器3的初级线圈32、感应线圈31和补偿线圈33的轴线。优选地，参考管道2的直径、壁厚、材质与监测管道1的相同，涡流传感器3内补偿线圈33至初级线圈32的间距d2等于感应线圈31至初级线圈32的间距d1，有利于提高测量的灵敏度和稳定性。

优选地，在初级线圈32、感应线圈32、补偿线圈33内设有铁芯39，进一步提高涡流传感器的灵敏度。

涡流传感器3通过信号电缆5与信号处理机6连接，信号处理机6将感应线圈31和补偿线圈33感应到的信号进行分析处理后给出监测管道1内是否流过导电物体的信号，当流过导电物体时，监测装置给出报警信号。

本发明实施例能提高测量灵敏度，提高监测装置的稳定性，因为，涡流传感器3的感应线圈31、补偿线圈33与初级线圈32是对称分布的，参考管道2和监测管道1又是相同的材质、相同的直径、相同的壁厚。因此，在监测管道1内没有导电物体时，感应线圈31与补偿线圈33中感应的信号相同，可以完全抵消；而在监测管道1内流过导电物体时，感应线圈31与补偿线圈33中感应的信号有巨大的差别，从而可监测到管道内流过导电物体。

为进一步减少温度变化对涡流传感器线圈的影响，提高测量的稳定性。优选地，涡流传感器3还包括与信号处理机6电连接的温度传感器36，用于测量涡流传感器3内的温度，进一步补偿温度对涡流传感器内线圈的影响，进一步提高测量的稳定性。该温度传感器36优选为热电偶。

本发明可用于核反应堆、芯片冷却、飞行器主动冷却等诸多利用液态金属来传热冷却的领域，所述的液态金属可以是液态钠、液态钾、液态钠钾合金、液态镓、液态镓锡、液态铅、液态铅铋合金、液态铝、液态铝合金等合金；也可用于化工、印刷行业，对管道内有无导电物体等管道的监测；还可用于铸造行业，对管道内输送熔融有色金属、导电气固混合体等的监测。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。