本發(fā)明涉及液態(tài)金屬測量設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于高溫液態(tài)金屬罐體內(nèi)多個液位測量的裝置及其使用方法。

背景技術(shù)：

液態(tài)金屬罐體中的液位反應(yīng)了液態(tài)金屬的量，是系統(tǒng)運行的重要參數(shù)。如罐體內(nèi)液位過低，會導(dǎo)致氣體進入電磁泵，致使電磁泵無法正常工作且發(fā)熱量增加，冷卻能力下降，損傷電磁泵線圈；如液位過高，會導(dǎo)致罐頂密封裝置或其他檢測控制設(shè)備與高溫液態(tài)金屬直接接觸而失效。因此，對液態(tài)金屬回路罐體內(nèi)液位的準(zhǔn)確測量是系統(tǒng)安全正常運行的必要前提。因此需要可以實現(xiàn)高溫液態(tài)金屬液位測量的裝置。對于液位測量，有很多不同技術(shù)。

例如，中國專利99202908.2提供了一種浮力式液位測量儀，主要由浮子、系浮子的繩索、測量輪、以及與測量輪同軸安裝的盤簧大輪、信號轉(zhuǎn)換輸出裝置、一端卷繞在盤簧大輪上，另一端盤繞在盤簧小輪上的盤簧等部件組成，解決了浮子鋼帶型液位測量儀安裝復(fù)雜，示值不精確的問題，可廣泛用于液位的測量。但是其機械結(jié)構(gòu)較多，無法達到對于高溫和高密封的要求，而且也無法解決液態(tài)鈉的高腐蝕性問題。因此不適合應(yīng)用于液態(tài)金屬系統(tǒng)。

又如，中國專利2011102783125提供了一種液態(tài)金屬液位探針及其使用方法，包括高液位探針、低液位探針、不銹鋼套管、剛玉管以及必要的密封和絕緣部件，是一種利用液態(tài)金屬導(dǎo)電性為基礎(chǔ)的開關(guān)式液位檢測裝置。該裝置可以有效的對液態(tài)金屬罐體內(nèi)液位進行檢測，結(jié)果易于觀察，設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)緊湊，適合裝配于液態(tài)金屬容器上。但是該探針僅能檢測兩個特定的液位，無法對罐體內(nèi)不同液位進行更為精確的測量。而且其密封絕緣部件為聚四氟乙烯，隨著系統(tǒng)運行溫度的升高，其密封絕緣性能會被破壞導(dǎo)致探針失效。因此不適用于需測量高溫液態(tài)金屬罐體內(nèi)多個液位的系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高溫液態(tài)金屬多液位測量裝置及測量方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中的測量裝置和測量方法不滿足液態(tài)金屬液位測量的問題。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

高溫液態(tài)金屬多液位測量裝置，包括一個液態(tài)金屬罐，包括一個導(dǎo)熱油罐，導(dǎo)熱油罐上引出有導(dǎo)熱油管道，導(dǎo)熱油管道依次經(jīng)過油泵、閥門然后回到導(dǎo)熱油罐形成導(dǎo)熱油循環(huán)回路，其中導(dǎo)熱油管道穿過液態(tài)金屬罐，并在導(dǎo)熱油管道內(nèi)設(shè)置多個熱電偶，熱電偶的引出線從導(dǎo)熱油罐引出?，F(xiàn)有技術(shù)中金屬液位的測量是將高液位探針與高液位指示燈串聯(lián)后與直流電源正極連接；所述低液位探針與低液位指示燈串聯(lián)后與直流電源正極連接；直流電源負極與筒體連接；工作時，當(dāng)液態(tài)金屬液面上升至與低液位探針下端接觸時，則低液位探針與筒體之間連通，即低液位探針支路導(dǎo)通，此時低液位指示燈亮，表明液位到達低液位探針指示高度；隨著液位上升，當(dāng)液位到達高液位探針下端時，則高液位探針與筒體亦連通，高液位探針支路導(dǎo)通，高液位指示燈亮，表明液位到達高液位探針指示高度，此時應(yīng)該停止向筒體內(nèi)注入液態(tài)金屬，當(dāng)排放液態(tài)金屬時，相當(dāng)于順序斷開高液位探針支路和低液位探針支路，高液位指示燈與低液位指示燈相繼熄滅，可以看出，其只能夠液態(tài)金屬的最低和最高兩個液位點，而兩個液位點之間的液位無法測量和探知，如果需要測量更多的液位點，則需要增加長度不同的探針，安裝在測量裝置上形成多個探針構(gòu)成的矩陣結(jié)構(gòu)，其占用的空間較大，不具有可操作性，而且數(shù)量眾多的探針其密封結(jié)構(gòu)也提出了更高的要求，按照現(xiàn)有的密封技術(shù)，數(shù)量越多，越難以完成密封。而本發(fā)明的液位測量裝置其測量的原理與現(xiàn)有技術(shù)中的液態(tài)金屬液位測量原理完全不同，本發(fā)明采用導(dǎo)熱油罐作為導(dǎo)熱油的存儲機構(gòu)，利用一根導(dǎo)熱油管道從導(dǎo)熱油罐引出，并經(jīng)過被測量的液態(tài)金屬罐，導(dǎo)熱油管道經(jīng)過油泵、閥門然后回到導(dǎo)熱油罐形成導(dǎo)熱油循環(huán)回路，在導(dǎo)熱油管道內(nèi)設(shè)置多個熱電偶，熱電偶的引線從導(dǎo)熱油管道內(nèi)引出，使用時，通過油泵的功率控制和閥門的開合度控制，可以調(diào)節(jié)導(dǎo)熱油管道內(nèi)的導(dǎo)熱油流速，導(dǎo)熱油罐內(nèi)存有較多導(dǎo)熱油，且散熱面積較大，可以保證流入測量管的導(dǎo)熱油溫度與液態(tài)金屬溫度之間存在明顯溫差，當(dāng)某個液位的熱電偶探測到油溫與外部的溫度差異后，輸出信號，在外部的燈導(dǎo)通，通過燈的亮滅來確定當(dāng)前的液態(tài)金屬液位，如此，可以在有效的空間范圍內(nèi)探測出不同的金屬液位，大大提高了液態(tài)金屬液位測量的準(zhǔn)確性，而且，由于需要密封的部分只有導(dǎo)熱油管道與液態(tài)金屬罐之間的連接點，其單一的密封要求大大降低了密封性能的困難度，能夠更加廣泛地應(yīng)用于液態(tài)金屬的液位測量。

所述導(dǎo)熱油管道與液態(tài)金屬罐之間采用氬弧焊方式進行固定和密封。進一步講，為了更好的實現(xiàn)導(dǎo)熱油管道與液態(tài)金屬罐之間的密封，申請人通過了眾多的實驗總結(jié)出了較好的實現(xiàn)方式，通過氬弧焊方式進行固定和密封具有很好的效果。

所述熱電偶在導(dǎo)熱油管道內(nèi)等間距設(shè)置。通過等間距的設(shè)置方式，可以通過燈的亮滅情況換算成實際的液位高度數(shù)據(jù)，具有更好的通用性。

高溫液態(tài)金屬多液位的測量方法，包括以下步驟：

(a)將導(dǎo)熱油管道置于液態(tài)金屬罐，液態(tài)金屬從液態(tài)金屬罐入口注入液態(tài)金屬罐，并從液態(tài)金屬罐出口排出；

(b)通過控制油泵的功率和閥門的開度，來控制導(dǎo)熱油的流動速度，使得導(dǎo)熱油罐內(nèi)的油溫與測量點處的溫度差異達到50℃以上；

(c)熱電偶將測量的溫度通過傳輸線傳輸，當(dāng)相鄰兩個熱電偶的溫度差達到設(shè)定值時，液態(tài)金屬的液位位于該相鄰兩個熱電偶之間。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種適用于上述裝置的高溫液態(tài)金屬液面測量方法，通過控制油泵的功率和閥門的開度，來控制導(dǎo)熱油的流動速度，從而控制測量點處導(dǎo)熱油管道內(nèi)外的溫度差異，精準(zhǔn)地顯示出液位。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：

1、本發(fā)明高溫液態(tài)金屬多液位測量裝置及測量方法，采用導(dǎo)熱油罐作為導(dǎo)熱油的存儲機構(gòu)，利用一根導(dǎo)熱油管道從導(dǎo)熱油罐引出，并經(jīng)過被測量的液態(tài)金屬罐，導(dǎo)熱油管道經(jīng)過油泵、閥門然后回到導(dǎo)熱油罐形成導(dǎo)熱油循環(huán)回路，在導(dǎo)熱油管道內(nèi)設(shè)置多個熱電偶，熱電偶的引線從導(dǎo)熱油管道內(nèi)引出，使用時，通過油泵的功率控制和閥門的開合度控制，可以調(diào)節(jié)導(dǎo)熱油管道內(nèi)的導(dǎo)熱油流速，導(dǎo)熱油罐內(nèi)存有較多導(dǎo)熱油，且散熱面積較大，可以保證流入測量管的導(dǎo)熱油溫度與液態(tài)金屬溫度之間存在明顯溫差，當(dāng)某個液位的熱電偶探測到油溫與外部的溫度差異后，輸出信號，在外部的燈導(dǎo)通，通過燈的亮滅來確定當(dāng)前的液態(tài)金屬液位，如此，可以在有效的空間范圍內(nèi)探測出不同的金屬液位，大大提高了液態(tài)金屬液位測量的準(zhǔn)確性，而且由于需要密封的部分只有導(dǎo)熱油管道與液態(tài)金屬罐之間的連接點，其單一的密封要求大大降低了密封性能的困難度，能夠更加廣泛地應(yīng)用于液態(tài)金屬的液位測量；

2、本發(fā)明高溫液態(tài)金屬多液位測量裝置及測量方法，通過控制油泵的功率和閥門的開度，來控制導(dǎo)熱油的流動速度，從而控制測量點處導(dǎo)熱油管道內(nèi)外的溫度差異，精準(zhǔn)地顯示出液位。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明圖1中測量部位的放大示意圖。

附圖中標(biāo)記及對應(yīng)的零部件名稱：

1-熱電偶組引線束，2-導(dǎo)熱油罐，3-導(dǎo)熱油管道，4-測量管，5-閥門，6-熱電偶，7-液態(tài)金屬罐，8-液態(tài)金屬罐出口，9-油泵，10-液態(tài)金屬罐入口，61、62、63、64、65均為各熱電偶的測溫點。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。

實施例

如圖1至2所示，本發(fā)明高溫液態(tài)金屬多液位測量裝置及測量方法，包括一個液態(tài)金屬罐7、一個導(dǎo)熱油罐2，導(dǎo)熱油罐2上引出有導(dǎo)熱油管道3，導(dǎo)熱油管道3依次經(jīng)過油泵9、閥門5然后回到導(dǎo)熱油罐2形成導(dǎo)熱油循環(huán)回路，其中導(dǎo)熱油管道3穿過液態(tài)金屬罐7，并在導(dǎo)熱油管道3內(nèi)設(shè)置多個熱電偶6，熱電偶6的引出線從導(dǎo)熱油罐2引出，導(dǎo)熱油罐2的工作介質(zhì)為高沸點導(dǎo)熱油，導(dǎo)熱油管道3由液態(tài)金屬罐7底部穿入，由液態(tài)金屬罐7頂部穿出，導(dǎo)熱油管道3與液態(tài)金屬罐7接觸位置采用氬弧焊方式進行固定和密封；導(dǎo)熱油管道3上端與導(dǎo)熱油罐2出口連接，導(dǎo)熱油管道3下端通過布置于液態(tài)金屬罐7外部的導(dǎo)熱油管道3與導(dǎo)熱油罐2入口連接；導(dǎo)熱油管道3上布置有油泵9與閥門5，用于驅(qū)動和控制導(dǎo)熱油的流動；熱電偶6用于讀取溫度信號從而顯示液位，電熱電偶6的測溫點61、62、63、64、65等間距地固定于導(dǎo)熱油管道3內(nèi)壁面，徑向位置為擬測液位位置，熱電偶組測溫點6數(shù)量根據(jù)擬測液位數(shù)量確定；熱電偶組引線束1編號后由導(dǎo)熱油管道3內(nèi)向上穿過導(dǎo)熱油罐2并由導(dǎo)熱油罐2頂部穿出，穿出位置使用高溫膠密封。

本發(fā)明裝置的控制方法為：首先打開導(dǎo)熱油管道3上的閥門5并開啟油泵9，使導(dǎo)熱油沿圖1中所示方向在導(dǎo)熱油回路內(nèi)循環(huán)流動，然后向液態(tài)金屬罐7內(nèi)充入少量液態(tài)金屬，使其由液態(tài)金屬罐入口10進入，由液態(tài)金屬罐出口8流出，此時可以觀察到下部(液面以下)熱電偶讀數(shù)與上部(液面以上)熱電偶讀數(shù)有明顯差別。當(dāng)液態(tài)金屬液位或溫度發(fā)生變化時，適當(dāng)調(diào)節(jié)油泵9流量和閥門5開度，保持下部熱電偶與上部熱電偶之間讀數(shù)差別明顯。此時可判斷液面位于讀數(shù)有明顯差別的兩相鄰熱電偶所在位置之間，例如假設(shè)布置10個測點，從上至下1～6號熱電偶讀數(shù)為120℃左右，7～10號熱電偶讀數(shù)為370℃左右，則可以判定液面位于6號和7號熱電偶測溫點之間，熱電偶測溫點之間距離越小，即熱電偶測溫點排列越緊密讀數(shù)精確度越高。經(jīng)過在某液態(tài)金屬試驗回路中使用，發(fā)現(xiàn)其工作可靠，能夠達到預(yù)期功能，檢測結(jié)果易于觀察，整個裝置操作簡便。因此本發(fā)明非常適合高溫液態(tài)金屬裝置內(nèi)多液位的測量。

以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。