一种高温熔体流速测量方法技术

一种高温熔体流速测量方法，涉及一种火法冶炼过程中高温熔体，特别是铝电解过程电解质熔盐及铝液流速的测量方法。其特征在于其测量过程包括以下步骤：（１）将阻流件放入待测流体区域；（２）将阻流件所受的作用力，经刚性连接的传递件传至力传感器，将力的信号转变为电的信号；用角度传感器测量阻流件转动的角度，获得流体流动的方向；（３）将传感器的模拟信号转换成数字信号；（４）将信号变成显示信号输出至显示仪表和／或将信号存储至存储器。本发明专利技术的方法，具有劳动强度小，可即时测量流速值，测量精度高等特点。此种方法不仅可测电解槽中铝液的流速也可测量电解质的流速。

【技术实现步骤摘要】

，涉及一种火法冶炼过程中高温熔体，特别是铝电解过程电解质熔盐及铝液流速的测量方法。
技术介绍
目前，铝电解槽内铝液流速的测量主要为铁棒熔蚀法，其基本原理是电解槽中的纯铁棒的溶解量的大小与铝液的流速和方向有关，并以此来确定铝液的流动方向与速度大小。其缺点是铁棒溶解量的大小与铝液流速的关系需预先标定；测量时，电解槽温度与电解质过热度影响铁棒溶解量；铁棒的化学成分影响铁棒溶解量；测量后的铁棒需取截面，并读取截面面积，劳动强度大且肉眼的判断会影响测量精度；该方法只能测量铝液的流速，不能测量电解质的流速。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种具有劳动强度小，可即时测量流速值，测量精度高的高温熔体流速测量方法。 本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的。 ，其特征在于其测量过程包括以下步骤 (1)将阻流件放入待测流体区域； (2)将阻流件所受的作用力，经刚性连接的传递件传至力传感器，将力的信号转变为电的信号；用角度传感器测量阻流件转动的角度，获得流体流动的方向； (3)将传感器的模拟信号转换成数字信号，结合输入的流体密度ρ、阻流件的阻力系数k及投影面积A参数进行运算处理，得； (4)将信号变成显示信号输出至显示仪表和/或将信号存储至存储器。 本专利技术的，其特征在于所述的检测过程采用的装置包括 阻流件-该阻流件位于装置的最底部； 刚性传递件-该刚性传递件为一杆刚性长杆；杆的下端与阻流件固接； 导向片-该导向片位于阻流件上方的刚性传递件长杆的下部； 角度传感器-该角度传感器与刚性传递件长杆上端联接； 压力传感器-该压力传感器与角度传感器下方刚性传递件长杆上部联接； 计算机-该计算机与角度传感器和压力传感器的信号输出端相联，根据输出信号，计算和记录高温熔体流速场的速度和方向。 本专利技术的，其特征在于所述的阻流件是可更换的，是非导磁物质。 本专利技术的，其特征在于所述的导向片为片状结构。 本专利技术的方法，使用时具有劳动强度小，可即时测量流速值，测量精度高等特点。此种方法不仅可测电解槽中铝液的流速也可测量电解质的流速。 附图说明 图1为本专利技术方法的所用装置的结构示意图； 具体实施例方式 ，其检测过程采用的装置包括 阻流件1-该阻流件位于装置的最底部，可由不锈钢制作而成，半球状，直径为5～100mm； 刚性传递件2-该刚性传递件为一杆刚性长杆，由不锈钢制成，直径3～30mm；杆的下端与阻流件固接； 导向片3-该导向片可由不锈钢制作，为片状结构，是长方形或是三角形，厚度为2～10mm，位于阻流件上方的刚性传递件长杆的下部； 角度传感器4-该角度传感器为与刚性传递件长杆上端联接； 压力传感器5-该压力传感器为与角度传感器下方刚性传递件长杆上部联接； 计算机6-该计算机与角度传感器和压力传感器的信号输出端相联，根据输出信号，计算和记录高温熔体流速场的速度和方向。 操作时，将阻流件放入待测流体区域，流体流动对阻流件产生压力，其作用力F的大小与流体流速V的平方成正比，与流体密度ρ成正比，与阻流件在速度垂直方向的投影面积A成正比，即F＝k*ρ*A*V2/2(k为阻流件的阻力系数)；将阻流件所受的作用力，经刚性连接的传递件传至力传感器，将力的信号转变为电的信号。用角度传感器测量阻流件转动的角度，获得流体流动的方向；将传感器的模拟信号转换成数字信号，结合输入的参数(流体密度ρ、阻流件的阻力系数k及投影面积A)进行运算处理，得将信号变成显示信号输出至显示仪表和/或将信号存储至存储器，经计算机实时根据角度传感器和压力传感器的检测结果，计算和记录高温熔体流速场的速度和方向。 实施例 将不锈钢制作成直径为15mm半球状的阻流件，阻流件上端连接由不锈钢制成的直径为4mm的长杆。长杆上端与角度传感器和压力传感器相连，长杆下部与厚度为3mm的边长为40mm的等边直角形导向片相焊接。先记下角度传感器的角度A1和压力传感器的压力F1。然后将此流速测量装置放入电解槽中，使长杆垂直于水平面，并使阻流件沉入铝液中。由于铝液的流动，会推动阻流件偏离原来的位置。导向片在铝液的作用下，保持与流方向平行。读取此时的角度A2和压力F2。根据F1和F2和杠杆原理，推算出阻流件上的作用力F。试验所得数值如下A1＝15°，A2＝23°，F1＝0.017kg，F2＝0.645kg，得F＝0.064kg，阻流件的投影面积A＝0.0007065m2，阻力系数k＝0.83，铝液密度ρ＝2300kg/m3。根据公式可推算出流速为0.0974m/s。从而可测得铝液流速为0.0974m/s，方向为与测量初始方向成8°。权利要求1.，其特征在于其测量过程包括以下步骤(1)将阻流件放入待测流体区域；(2)将阻流件所受的作用力，经刚性连接的传递件传至力传感器，将力的信号转变为电的信号；用角度传感器测量阻流件转动的角度，获得流体流动的方向；(3)将传感器的模拟信号转换成数字信号，结合输入的流体密度ρ、阻流件的阻力系数k及投影面积A参数进行运算处理，得(4)将信号变成显示信号输出至显示仪表和/或将信号存储至存储器。2.根据权利要求1所述的，其特征在于所述的检测过程采用的装置包括阻流件-该阻流件位于装置的最底部；刚性传递件-该刚性传递件为一杆刚性长杆；杆的下端与阻流件固接；导向片-该导向片位于阻流件上方的刚性传递件长杆的下部；角度传感器-该角度传感器与刚性传递件长杆上端联接；压力传感器-该压力传感器与角度传感器下方刚性传递件长杆上部联接；计算机-该计算机与角度传感器和压力传感器的信号输出端相联，根据输出信号，计算和记录高温熔体流速场的速度和方向。3.根据权利要求2所述的，其特征在于所述的阻流件是可更换的，是非导磁物质。4.根据权利要求2所述的，其特征在于所述的导向片的为片状结构。全文摘要，涉及一种火法冶炼过程中高温熔体，特别是铝电解过程电解质熔盐及铝液流速的测量方法。其特征在于其测量过程包括以下步骤(1)将阻流件放入待测流体区域；(2)将阻流件所受的作用力，经刚性连接的传递件传至力传感器，将力的信号转变为电的信号；用角度传感器测量阻流件转动的角度，获得流体流动的方向；(3)将传感器的模拟信号转换成数字信号；(4)将信号变成显示信号输出至显示仪表和/或将信号存储至存储器。本专利技术的方法，具有劳动强度小，可即时测量流速值，测量精度高等特点。此种方法不仅可测电解槽中铝液的流速也可测量电解质的流速。文档编号G01P13/02GK101576567SQ200910087740公开日2009年11月11日 申请日期2009年6月24日 优先权日2009年6月24日专利技术者周益文, 刘吉波, 唐新平 申请人:中国铝业股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温熔体流速测量方法，其特征在于其测量过程包括以下步骤：　（１）将阻流件放入待测流体区域；　（２）将阻流件所受的作用力，经刚性连接的传递件传至力传感器，将力的信号转变为电的信号；用角度传感器测量阻流件转动的角度，获得流体流动 的方向；　（３）将传感器的模拟信号转换成数字信号，结合输入的流体密度ρ、阻流件的阻力系数ｋ及投影面积Ａ参数进行运算处理，得Ｖ＝√（２Ｆ／（ｋ＊ρ＊Ａ））；　（４）将信号变成显示信号输出至显示仪表和／或将信号存储至存储器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周益文，刘吉波，唐新平，
申请(专利权)人：中国铝业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]