一种永磁式液态金属流量计干标定方法与流程

本发明属于液态金属流量测量领域，具体涉及一种永磁式液态金属流量计干标定方法。

背景技术：

1、当前国内反应堆工程技术迅速发展，液态金属流量测量需求与日俱增。与常规流量计相比，永磁式液态金属流量计的耐高温、耐辐照特性，被广泛应用于反应堆一、二回路管道流量测量。小口径永磁式液态金属流量计早期研究采用理论计算的方法确定流量计仪表系数，测量精度可以达到5％。随着现代化反应堆工程测量需求不断提升，测量精度要求也越来越高，目前一些反应堆工程项目特殊测量精度要求已经提升到2％。

2、为了满足工程日益提升的测量精度要求，永磁式液态金属流量计在出厂时都要进行实流标定，传统出厂标定的方法主要通过试验台架进行标定，采用人工操作对每一台供货流量计进行实流标定，流程操作比较复杂，且进行高温标定(250℃以上)耗能高、耗费时间长、效率低。特别是对于大口径永磁式液态金属流量计，由于体积大、重量大、拆装难特点，要求每台流量计在试验台架进行标定，耗费时间将会更长。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提出的一种永磁式液态金属流量计干标定方法，不需要每台流量计都经过台架标定来确定仪表系数，简单实用且精度高。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种永磁式液态金属流量计干标定方法，包括：

3、(1)分析永磁式液态金属流量计一次传感器的磁场分布规律，确定在加工工艺相同、充磁工艺一致时，流量计的磁场分布规律不会发生变化；

4、(2)使用已经标定过的标准流量计的磁场和仪表系数作为基准，结合被标定流量计磁场，通过计算得到被标定流量计的仪表系数；

5、(3)将得到的所述被标定流量计的仪表系数在试验台架进行标定试验，验证标定方法的准确性。

6、进一步，如上所述的永磁式液态金属流量计干标定方法，步骤(1)中，采用有限元仿真分析法(ansoft maxwell)对一次传感器的磁场进行分析，同时对比样机的磁场实测数据，分析一次传感器的磁场分布规律。

7、更进一步，所述有限元仿真分析法采用的有限元仿真模型与所述样机尺寸相同，永磁体内磁路也与实际充磁相同。

8、更进一步，采用有限元仿真分析法对流量计气隙内部磁场分布规律进行仿真分析，结合对比样机的磁场实测数据，得到三组数据的磁场分布趋势，分别为实测值、剩余磁通密度仿真值、bh曲线仿真值，三组数据之间磁场值有差异，但磁场分布趋势相同。

9、更进一步，针对三组数据，在各组数据中取不同位置磁场与该组数据中心点磁场的比值做相对磁场强度分析，得到三组数据中不同位置磁场相对中心点磁场变化趋势一致。

10、进一步，如上所述的永磁式液态金属流量计干标定方法，步骤(2)中，采用如下公式计算被标定流量计的仪表系数：

11、

12、其中，k为被标定流量计的仪表系数，b为被标定流量计的磁通量密度，b0为标准流量计的磁通量密度，k0为标准流量计的仪表系数。

13、更进一步，所述标准流量计的磁通量密度b0和被标定流量计的磁通量密度b的相对测量位置为流量计的同一位置，采用同一特斯拉计进行测量。

14、更进一步，所述标准流量计的仪表系数为经过试验台架实流标定得到的仪表系数。

15、进一步，如上所述的永磁式液态金属流量计干标定方法，步骤(3)中，采用标准流量计与被标定流量计进行实流标定精度验证，将计算得到的被标定流量计的仪表系数输入流量计二次仪表参数中，将标准流量计测得的标准流量与被标定流量计的测量流量相比较，得到二者的测量误差，验证标定方法的准确性。

16、更进一步，在进行所述被标定流量计实流标定精度验证时，试验台架温度与标准流量计实流标定的试验台架温度相同，试验流量设定也相同。

17、本发明的有益效果如下：

18、本发明提出了一种永磁式液态金属流量计干标定方法，该方法相对于实流标定而言，不需要每台流量计都经过台架标定来确定仪表系数，精度优于理论分析。

19、本发明使用已经标定过的标准永磁式液态金属流量计的磁场和仪表系数作为基准，结合被标定流量计磁场，通过计算得到被标定流量计的仪表系数。该计算方法得以实施的前提条件是在加工工艺相同、充磁工艺一致时，流量计的磁场分布规律不会发生变化。本发明通过有限元仿真分析法对磁场进行分析，同时对比样机磁场实测数据，证实了磁场分布规律不会发生变化这一特点。进而，对得到的被标定仪表系数在试验台架进行标定试验，试验结果表明该干标定方法可行，满量程精度小于2％，远远优于理论计算精度。

技术特征：

1.一种永磁式液态金属流量计干标定方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的永磁式液态金属流量计干标定方法，其特征在于，步骤(1)中，采用有限元仿真分析法对一次传感器的磁场进行分析，同时对比样机的磁场实测数据，分析一次传感器的磁场分布规律。

3.如权利要求2所述的永磁式液态金属流量计干标定方法，其特征在于，所述有限元仿真分析法采用的有限元仿真模型与所述样机尺寸相同，永磁体内磁路也与实际充磁相同。

4.如权利要求2或3所述的永磁式液态金属流量计干标定方法，其特征在于，采用有限元仿真分析法对流量计气隙内部磁场分布规律进行仿真分析，结合对比样机的磁场实测数据，得到三组数据的磁场分布趋势，分别为实测值、剩余磁通密度仿真值、bh曲线仿真值，三组数据之间磁场值有差异，但磁场分布趋势相同。

5.如权利要求4所述的永磁式液态金属流量计干标定方法，其特征在于，采用ansoftmaxwell仿真软件对流量计气隙内部磁场分布规律进行仿真分析。

6.如权利要求4所述的永磁式液态金属流量计干标定方法，其特征在于，针对所述三组数据，在各组数据中取不同位置磁场与该组数据中心点磁场的比值做相对磁场强度分析，得到三组数据中不同位置磁场相对中心点磁场变化趋势一致。

7.如权利要求1所述的永磁式液态金属流量计干标定方法，其特征在于，步骤(2)中，采用如下公式计算被标定流量计的仪表系数：

8.如权利要求7所述的永磁式液态金属流量计干标定方法，其特征在于，所述标准流量计的磁通量密度b0和被标定流量计的磁通量密度b的相对测量位置为流量计的同一位置，采用同一特斯拉计进行测量。

9.如权利要求7或8所述的永磁式液态金属流量计干标定方法，其特征在于，所述标准流量计的仪表系数为经过试验台架实流标定得到的仪表系数。

10.如权利要求1所述的永磁式液态金属流量计干标定方法，其特征在于，步骤(3)中，采用标准流量计与被标定流量计进行实流标定精度验证，将计算得到的被标定流量计的仪表系数输入流量计二次仪表参数中，将标准流量计测得的标准流量与被标定流量计的测量流量相比较，得到二者的测量误差，验证标定方法的准确性。

11.如权利要求10所述的永磁式液态金属流量计干标定方法，其特征在于，在进行所述被标定流量计实流标定精度验证时，试验台架温度与标准流量计实流标定的试验台架温度相同，试验流量设定也相同。

技术总结
本发明涉及一种永磁式液态金属流量计干标定方法，该方法通过有限元仿真分析法分析永磁式液态金属流量计一次传感器的磁场分布规律，确定在加工工艺相同、充磁工艺一致时，流量计的磁场分布规律不会发生变化；在此基础上，使用已经标定过的标准流量计的磁场和仪表系数作为基准，结合被标定流量计磁场，通过计算得到被标定流量计的仪表系数；最后，将得到的所述被标定流量计的仪表系数在试验台架进行标定试验，验证标定方法的准确性。本发明不需要每台流量计在试验台架进行标定，节省时间，简单实用且精度高。

技术研发人员：金佳佳,吴宏岩,杨建伟,王志新,李明钊,崔国生,刘小申,董康乐,赵保平
受保护的技术使用者：中国原子能科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24