一种监测液态金属存在的装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种监测液态金属存在的装置，包括输送液态金属的管段，螺旋绕制在所述管段外表面的感应线圈，与所述管段同轴且套设在所述感应线圈外的绕线骨架，螺旋绕制在所述绕线骨架外表面的初级线圈和补偿线圈，套设在所述初级线圈和补偿线圈外的保护外壳，与所述感应线圈、初级线圈和补偿线圈电连接的信号处理机，其中，所述感应线圈、初级线圈和补偿线圈为同轴非对称布局结构。本发明相比现有技术具有背景信号低、灵敏度高、稳定性好以及体积小的有益效果。
【专利说明】
一种监测液态金属存在的装置
技术领域
[0001]本发明涉及液态金属监测领域，具体而言，涉及一种监测液态金属存在的装置。
【背景技术】
[0002]电磁栗驱动液态金属传热是一种高效传热方式，可用于核反应堆、芯片冷却、飞行器主动冷却等诸多领域。例如，目前，第四代核能系统一一液态钠冷却快堆系统的一些钠回路上安装电磁栗，然而，必须保证在安装电磁栗的钠管道充满液态钠情况下才能允许启动电磁栗，否则将烧毁电磁栗。通常在电磁栗出口垂直钠管道上安装监测装置，以监测管道中是否充满液态钠。
[0003]当前，监测液态金属存在的装置主要由差动式互感线圈一次传感器、二次仪表和相应的连接电缆组成，其中互感线圈一次传感器包括两根尺寸相同的管段，其中一根管段用于输送液态金属，另一根管段不输送液态金属仅用于参考，且该两根管段上都绕有初级线圈和感应线圈，利用线圈互感及涡流效应的原理实现对管段内是否存在液态金属进行监测。其缺点一是互感线圈是两线圈结构，背景信号大，测量灵敏度低以及稳定性差;二是存在参考管段，一次传感器体积大。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种监测液态金属存在的装置，拟解决现有装置背景信号大、测量灵敏度低、稳定性差以及一次传感器体积大的技术问题。
[0005]为此，本发明实施例提供了一种监测液态金属存在的装置，包括输送液态金属的管段，螺旋绕制在所述管段外表面的感应线圈，与所述管段同轴且套设在所述感应线圈外的绕线骨架，螺旋绕制在所述绕线骨架外表面的初级线圈和补偿线圈，套设在所述初级线圈和补偿线圈外的保护外壳，与所述感应线圈、初级线圈和补偿线圈电连接的信号处理机，其中，所述感应线圈、初级线圈和补偿线圈为同轴非对称布局结构。
[0006]进一步地，所述初级线圈和补偿线圈相互平行地螺旋绕制在绕线骨架上。
[0007]进一步地，所述补偿线圈至所述初级线圈的间距小于所述感应线圈至所述初级线圈的径向间距。
[0008]进一步地，所述绕线骨架包括内层绕线骨架和外层绕线骨架，所述初级线圈螺旋绕制在所述内层绕线骨架的外表面上，所述补偿线圈螺旋绕制在所述外层绕线骨架的外表面上。
[0009]进一步地，所述补偿线圈至所述初级线圈的径向间距小于所述感应线圈至所述初级线圈的径向间距。
[0010]进一步地，所述补偿线圈的圈数小于感应线圈的圈数。
[0011]进一步地，还包括与信号处理机电连接的温度传感器。
[0012]与现有技术相比，本发明的有益效果为:降低了背景信号、提高了灵敏度和稳定性，并且一次传感器的体积小。
[0013]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。
[0014]
【附图说明】
[0015]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。
[0016]图1示出了监测液态金属存在的装置示意图；
图2示出了本发明实施例一提供的监测液态金属存在的装置局部结构示意图；
图3示出了本发明实施例二提供的监测液态金属存在的装置局部结构示意图。
[0017]需要说明的是，图1、图2和图3中，并未示出温度传感器，另外，本发明实施例一至实施例二中，相同的零部件使用相同的附图标记，在此参照具体实施例中的描述。
[0018]
【具体实施方式】
[0019]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。
[0020]实施例一
参见图1、图2所示，本发明实施例一提供了一种监测液态金属存在的装置，包括输送液态金属的管段3，螺旋绕制在管段外表面的感应线圈4，与管段3同轴且套设在感应线圈4外的绕线骨架5，螺旋绕制在绕线骨架外5表面的初级线圈6和补偿线圈7，套设在初级线圈6和补偿线圈7外的保护外壳8，与感应线圈4、初级线圈6和补偿线圈7电连接的信号处理机2。其中，感应线圈、初级线圈和补偿线圈为同轴非对称布局结构。在本实施例一中，初级线圈6和补偿线圈7相互平行地螺旋绕制在绕线骨架上，即初级线圈6和补偿线圈7交错设置，初级线圈的螺旋角与补偿线圈的螺旋角相同，补偿线圈7至初级线圈6的间距dl小于感应线圈4至初级线圈6的径向间距d2。
[0021]在本实施例一中，补偿线圈7的圈数小于感应线圈4的圈数，补偿线圈7至初级线圈6的轴向间距dl小于感应线圈4至初级线圈6的径向间距d2。从而降低了背景信号，提高了测量灵敏度和稳定性。具体而言即初级线圈6至感应线圈4的径向间距d2大于初级线圈6至补偿线圈7的轴向间距dl，因而降低了初级线圈6在感应线圈4中产生的背景信号，用圈数较小的补偿线圈7就可以抵消初级线圈6在圈数较多的感应线圈4中产生的背景信号；又由于补偿线圈7至液态金属I的径向间距大于感应线圈4至液态金属I的径向间距，使初级线圈6在液态金属I中产生的涡电流在圈数较少的补偿线圈7中产生的信号远小于该涡电流在圈数较多的感应线圈4中产生的信号。因而，补偿线圈7在抵消初级线圈6在感应线圈4中产生的背景信号的同时，对液态金属I中的涡电流在感应线圈4中产生的有用信号的减弱甚微。
[0022]在本实施例一中，初级线圈6和补偿线圈7也可以是双线铠装电缆。
[0023]实施例二
参见图2所示，本发明实施例一提供了一种监测液态金属存在的装置，包括输送液态金属的管段3，螺旋绕制在管段外表面的感应线圈4，与管段3同轴且套设在感应线圈4外的绕线骨架5，螺旋绕制在绕线骨架外5表面的初级线圈6和补偿线圈7，套设在初级线圈6和补偿线圈7外的保护外壳8，与感应线圈4、初级线圈6和补偿线圈7电连接的信号处理机2。其中，感应线圈、初级线圈和补偿线圈为同轴非对称布局结构。在本实施例二中，即绕线骨架5包括内层绕线骨架51和外层绕线骨架52，初级线圈6螺旋绕制在内层绕线骨架51的外表面上，补偿线圈7螺旋绕制在外层绕线骨架52的外表面上，补偿线圈7至初级线圈6的径向间距d3小于感应线圈4至初级线圈6的径向间距d4。
[0024]在本实施例二中，补偿线圈7的圈数小于感应线圈4的圈数，补偿线圈7至初级线圈6的径向间距d3小于感应线圈4至初级线圈6的径向间距d4。从而降低了背景信号，提高了测量灵敏度和稳定性。因其原理与实施例一中类似，在本实施例二中不再赘述。
[0025]为进一步减少温度变化的影响，提高测量的稳定性。优选地，监测液态金属存在的装置还包括与信号处理机5电连接的温度传感器(图中未示出)，用于测量保护壳8内的温度，进一步补偿温度对线圈的影响，提高测量的稳定性。该温度传感器优选为热电偶。
[0026]参见图1所示，本发明输送液态金属的管段3两端通过焊接的方式嵌入至输送液态金属的主管道9上。可选地，输送液态金属的管段3两端还可通过连接套筒焊接至输送液态金属的主管道9上。
[0027]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、液态铅、液态镓、液态镓锡等合金等等；也可用于化工、印刷行业，对管道内是否存在液态有毒重金属的监测；还可用于铸造行业，对管道内输送熔融有色金属的监测。
[0028]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。
【主权项】
1.一种监测液态金属存在的装置，其特征在于，包括输送液态金属的管段，螺旋绕制在所述管段外表面的感应线圈，与所述管段同轴且套设在所述感应线圈外的绕线骨架，螺旋绕制在所述绕线骨架外表面的初级线圈和补偿线圈，套设在所述初级线圈和补偿线圈外的保护外壳，与所述感应线圈、初级线圈和补偿线圈电连接的信号处理机，其中，所述感应线圈、初级线圈和补偿线圈为同轴非对称布局结构。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述初级线圈和补偿线圈相互平行地螺旋绕制在绕线骨架上。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述补偿线圈至所述初级线圈的间距小于所述感应线圈至所述初级线圈的径向间距。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述绕线骨架包括内层绕线骨架和外层绕线骨架，所述初级线圈螺旋绕制在所述内层绕线骨架的外表面上，所述补偿线圈螺旋绕制在所述外层绕线骨架的外表面上。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述补偿线圈至所述初级线圈的径向间距小于所述感应线圈至所述初级线圈的径向间距。6.根据权利要求1-5任一所述的装置，其特征在于，所述补偿线圈的圈数小于感应线圈的圈数。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括与信号处理机电连接的温度传感器。
【文档编号】G01V3/11GK105866847SQ201610200498
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月5日
【发明人】田志恒, 田立, 田陆
【申请人】衡阳镭目科技有限责任公司