一種測量高溫氣液兩相流參數的耐高溫電導探針的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及冶金行業用于測量高溫氣液兩相流參數技術領域，具體涉及一種測量高溫氣液兩相流參數的耐高溫電導探針。
【背景技術】
[0002]自然和工程中多數流動現象都是多相的混合流動，多相流以氣液兩相流最為常見，廣泛存在于冶金、動力、化工等工業過程中。在氣液兩相流體系中，體系內氣泡的尺寸及其分布，氣泡上升速度和氣含率是非常重要的模型參數，同時，體系內各相的流動特性及相含率也直接與氣泡行為有關。目前，測定氣泡特性的方法主要有高速攝像法、多普勒法、電導探針法、電容法、光導纖維法等。電導探針法雖是接觸式測量，但可以測到體系內各局部點上的氣泡特性，不受操作人員熟練程度的影響，可直接給出電信號，響應快，便于與微機聯接，從而提高測量速度和精度，宜進行大樣本實時測量。電導探針的體積很小，可置于被測設備中的任意位置，而幾乎不影響流場，因此被廣泛應用于氣液兩相流中氣泡行為的研究。國內外的研究中，主要有單頭電導探針、雙頭電導探針、三頭電導探針，乃至四頭、六頭電導探針，其絕緣填充物一般為環氧類、聚氨酯類、聚四氟類中的一種或幾種的組合，適用于不超過150°C的低溫場合。
[0003]在冶金行業里，氣液兩相流主要存在于吹氬過程中，吹氬操作作為一種應用技術已廣泛應用于爐外精煉、中間包除雜、結晶器除雜和水口防堵塞等場合。由于鋼水溫度在1300°C以上，科研實驗中，常采用高溫低熔點合金(比如Pb-Sn-Bi)和氬氣為模擬介質來模擬冶金過程中的鋼液-氬氣的兩相流，實驗溫度在150°C以上，現有的電導探針無法滿足其測量要求。
【發明內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是，針對現有技術存在的上述缺陷，提供了一種測量高溫氣液兩相流參數的耐高溫電導探針，該耐高溫電導探針靈敏度高，強度大，耐高溫達500°C，適用于測量高溫氣液兩相流參數。
[0005]本實用新型為解決上述技術問題所采用的技術方案是:
[0006]一種測量高溫氣液兩相流參數的耐高溫電導探針，包括針體、支撐桿，所述針體通過定位片固定在支撐桿內，針體與支撐桿之間填充有耐高溫絕緣材料，針體超出支撐桿探測端端部，支撐桿探測端端部采用熔融金屬固定密封，所述熔融金屬熔點為500°C以上。
[0007]按上述方案，所述熔融金屬為金屬鋁。
[0008]按上述方案，所述針體采用直徑為0.08-0.12mm的不銹鋼絲制作。
[0009]按上述方案，所述針體的個數為2個，兩針體不等長，相差0.3-0.7mm。
[0010]按上述方案，還包括桿帽，所述桿帽通過螺紋與支撐桿非探測端連接，桿帽及針體非探測端分別通過導線與信息采集系統連接。
[0011]按上述方案，所述針體探測端為錐尖形，針體非探測端設有接線環。
[0012]按上述方案，所述針體外周套裝有絕緣體，絕緣體采用剛玉管或毛細玻璃管制作。
[0013]按上述方案，所述絕緣體直徑為0.6-1.0mm，厚度為0.2-0.4mm。
[0014]按上述方案，所述支撐桿及定位片采用耐高溫合金材料制作。
[0015]按上述方案，所述耐高溫絕緣材料采用陶瓷纖維棉制作。
[0016]本實用新型具有以下有益效果:
[0017]結構簡單，耐高溫電導探針靈敏度高，強度大，支撐桿及定位片采用耐高溫合金材料制作，所述熔融金屬采用金屬鋁，適用于測量高溫氣液兩相流參數耐高溫達500 V。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型測量高溫氣液兩相流參數的耐高溫電導探針的結構示意圖；
[0019]圖2是圖1的A向視圖；
[0020]圖3是本實用新型所述的定位片的結構示意圖；
[0021]圖4是利用本實用新型測量高溫氣液兩相流參數的實施方案示意圖。
[0022]圖中，1-桿帽，2-定位片，3-支撐桿，4-耐高溫絕緣材料，5-熔融金屬，6_絕緣體，7-針體，8-信號線。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0024]參照圖1?圖4所示，本實用新型所述的測量高溫氣液兩相流參數的耐高溫電導探針，包括針體7、支撐桿3，所述針體7通過定位片2固定在支撐桿3內，針體7與支撐桿3之間填充有耐高溫絕緣材料4，針體7 (針體的探測端)超出支撐桿3探測端端部，支撐桿3探測端端部采用熔融金屬5固定密封，所述熔融金屬5熔點為500°C以上。
[0025]所述熔融金屬5為金屬鋁，由于金屬鋁的熔點為為580-740°C，能克服500°C高溫環境完成測量。
[0026]所述針體7采用直徑為0.1mm的不銹鋼絲制作。
[0027]所述針體7的個數為2個，兩針體7不等長，相差0.5mm，更便于測量氣液兩相流間的參數。
[0028]還包括桿帽1，所述桿帽1通過螺紋與支撐桿3非探測端連接，桿帽1及兩針體7非探測端分別通過導線與信息采集系統連接。
[0029]所述針體7探測端為錐尖形，更利于針體探入到被測量物質中，針體7非探測端設有接線環，便于導線的連接。
[0030]所述針體7外周套裝有絕緣體6，所述絕緣體6采用剛玉管或毛細玻璃管制作。
[0031]所述絕緣體6直徑為0.8mm,厚度為0.3mm。
[0032]所述支撐桿3及定位片2采用耐高溫合金材料制作。
[0033]所述耐高溫絕緣材料4采用陶瓷纖維棉制作，陶瓷纖維是一種高效絕熱材料，具有重量輕、強度高、抗氧化、導熱率低、柔軟性好、耐腐蝕、熱容小等特點。
[0034]利用本實用新型測量高溫氣液兩相流參數的實施方案為:通過計算機、數據采集卡、直流電源、電導探針來采集氣泡經過電導探針針體7尖端時的電壓突變，來采集高溫氣液兩相流參數信息，其原理為氣泡經過氣泡針體7尖端時會造成原本接通的電路瞬間斷路，而連接計算機上的數據采集卡會將電壓的波動記錄下來儲存在計算機中，最后通過對計算中儲存的電壓波動記錄進行處理，就能得出局部高溫氣液兩相流參數信息。
[0035]以上的僅為本實用新型的較佳實施例而已，當然不能以此來限定本實用新型之權利范圍，因此依本實用新型申請專利范圍所作的等效變化，仍屬本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種測量高溫氣液兩相流參數的耐高溫電導探針，其特征在于，包括針體、支撐桿，所述針體通過定位片固定在支撐桿內，針體與支撐桿之間填充有耐高溫絕緣材料，針體超出支撐桿探測端端部，支撐桿探測端端部采用熔融金屬固定密封，所述熔融金屬熔點為500°C以上。2.根據權利要求1所述的測量高溫氣液兩相流參數的耐高溫電導探針，其特征在于，所述熔融金屬為金屬鋁。3.根據權利要求1所述的測量高溫氣液兩相流參數的耐高溫電導探針，其特征在于，所述針體采用直徑為0.08-0.12mm的不銹鋼絲制作。4.根據權利要求1所述的測量高溫氣液兩相流參數的耐高溫電導探針，其特征在于，所述針體的個數為2個，兩針體不等長，相差0.3-0.7mm。5.根據權利要求1所述的測量高溫氣液兩相流參數的耐高溫電導探針，其特征在于，還包括桿帽，所述桿帽通過螺紋與支撐桿非探測端連接，桿帽及針體非探測端分別通過導線與信息采集系統連接。6.根據權利要求1所述的測量高溫氣液兩相流參數的耐高溫電導探針，其特征在于，所述針體探測端為錐尖形，針體非探測端設有接線環。7.根據權利要求1所述的測量高溫氣液兩相流參數的耐高溫電導探針，其特征在于，所述針體外周套裝有絕緣體，絕緣體采用剛玉管或毛細玻璃管制作。8.根據權利要求7所述的測量高溫氣液兩相流參數的耐高溫電導探針，其特征在于，所述絕緣體直徑為0.6-1.0mm,厚度為0.2-0.4mm。9.根據權利要求1所述的測量高溫氣液兩相流參數的耐高溫電導探針，其特征在于，所述支撐桿及定位片采用耐高溫合金材料制作。10.根據權利要求1所述的測量高溫氣液兩相流參數的耐高溫電導探針，其特征在于，所述耐高溫絕緣材料采用陶瓷纖維棉制作。
【專利摘要】本實用新型公開了一種測量高溫氣液兩相流參數的耐高溫電導探針，包括針體、支撐桿，所述針體通過定位片固定在支撐桿內，針體與支撐桿之間填充有耐高溫絕緣材料，針體超出支撐桿探測端端部，支撐桿探測端端部采用熔融金屬固定密封，所述熔融金屬熔點為500℃以上。該耐高溫電導探針靈敏度高，強度大，耐高溫達500℃，適用于測量高溫氣液兩相流參數。
【IPC分類】G01N27/00, G01M10/00
【公開號】CN205080082
【申請號】CN201520839801
【發明人】余江游, 沈小軍, 高陽
【申請人】中冶南方(武漢)威仕工業爐有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年10月27日