耐辐射高温高压流量传感器的制作方法

技术特征：
1.一种耐辐射高温高压流量传感器，其特征在于，所述耐辐射高温高压流量传感器包括：测量管表体(10)，所述测量管表体(10)具有管道腔体(10a)，所述管道腔体(10a)用于通入待测流体，所述测量管表体(10)的材质包括奥氏体不锈钢；旋涡发生体(20)，所述旋涡发生体(20)固定设置在所述管道腔体(10a)内，所述旋涡发生体(20)的材质包括奥氏体不锈钢；耐辐照压电陶瓷探头(30)，所述耐辐照压电陶瓷探头(30)设置在所述测量管表体(10)上且沿流体流动方向位于所述旋涡发生体(20)后侧，所述耐辐照压电陶瓷探头(30)用于获取交变电荷；温度敏感元件(40)，所述温度敏感元件(40)设置在所述测量管表体(10)上且沿流体流动方向位于所述旋涡发生体(20)后侧，所述温度敏感元件(40)用于测量待测流体的温度；压力敏感元件(50)和引压弯管(60)，所述引压弯管(60)的一端与所述管道腔体(10a)相连通，所述压力敏感元件(50)设置在所述引压弯管(60)的另一端，所述引压弯管(60)包括同轴设置的第一管道和第二管道，所述第一管道和所述第二管道之间设置有冷却液，所述第一管道用于引入待测流体，所述压力敏感元件(50)用于测量待测流体的压力；积算单元(70)，所述积算单元(70)分别与所述耐辐照压电陶瓷探头(30)、所述温度敏感元件(40)和所述压力敏感元件(50)连接，所述积算单元(70)用于根据所述交变电荷计算获取待测流体的体积流量以及根据所述待测流体的体积流量、所述温度敏感元件(40)测量的温度以及所述压力敏感元件(50)测量的压力计算获取所述待测流体的质量流量。2.根据权利要求1所述的耐辐射高温高压流量传感器，其特征在于，所述耐辐照压电陶瓷探头(30)包括安装座(31)、探头扁尾(32)、压电元件(33)、金属铠装导线(34)、密封罩(35)和接线端子(36)，所述安装座(31)固定设置在所述测量管表体(10)上，所述安装座(31)具有探头容纳腔(31a)，所述探头扁尾(32)设置在所述安装座(31)下部，所述压电元件(33)设置在所述探头容纳腔(31a)内，所述探头扁尾(32)用于承受所述待测流体产生的交变应力并将所述交变应力传递至所述压电元件(33)，所述压电元件(33)用于产生交变电荷，所述探头容纳腔(31a)为真空腔体，所述压电元件(33)通过所述金属铠装导线(34)以及所述接线端子(36)与所述积算单元(70)连接，所述密封罩(35)设置在所述金属铠装导线(34)外侧。3.根据权利要求2所述的耐辐射高温高压流量传感器，其特征在于，所述探头扁尾(32)的长度l的取值范围为l≤0.3d
o
，所述探头扁尾(32)的直径d的取值范围为d≤0.1d
o
，其中，d
o
为所述管道腔体(10a)的内径。4.根据权利要求1至3中任一项所述的耐辐射高温高压流量传感器，其特征在于，所述旋涡发生体(20)为近似三角t型柱结构，所述旋涡发生体(20)的任一横截面均由第一竖直段(21)、第一斜边(22)、第一水平段(23)、第二竖直段(24)、第二水平段(25)和第二斜边(26)首尾相连接组成，所述第一竖直段(21)和所述第二竖直段(24)平行设置，所述第一水平段(23)和所述第二水平段(25)平行设置，所述第一斜边(22)和所述第二斜边(26)相对于所述任一横截面的中心轴线对称设置。5.根据权利要求4所述的耐辐射高温高压流量传感器，其特征在于，所述旋涡发生体(20)与所述测量管表体(10)的流体入口端面之间的距离为第一间距，所述旋涡发生体(20)
与所述测量管表体(10)的流体出口端面之间的距离为第二间距，所述第一间距与所述第二间距之间的比值为1：2，所述第一水平段(23)与所述第二水平段(25)之间的间距为所述管道腔体(10a)的直径的0.27倍至0.28倍。6.根据权利要求5所述的耐辐射高温高压流量传感器，其特征在于，所述待测流体的体积流量q
v
可根据计算获取，其中，a为所述旋涡发生体(20)的流通面积，u为所述待测流体的流速，d为所述管道腔体(10a)的内径，d为所述第一水平段(23)与所述第二水平段(25)之间的间距，s
t
为斯特罗哈数，f为旋涡脱离频率，k为仪表系数。7.根据权利要求4所述的耐辐射高温高压流量传感器，其特征在于，所述积算单元(70)包括频率计算单元和信号处理单元，所述频率计算单元用于根据所述交变电荷计算获取待测流体的频率信号，所述信号处理单元用于对所述待测流体的频率信号进行滤波处理以获取去噪后的频率信号。8.根据权利要求7所述的耐辐射高温高压流量传感器，其特征在于，所述信号处理单元包括前置放大电路、可控增益调整电路、测量通道、检测通道、整形控制单元和滤波测量单元，所述测量通道包括低频滤波通道和高频滤波通道，所述前置放大电路用于对去噪后的频率信号进行信号放大，放大后的所述频率信号进入所述可控增益调整电路中，所述可控增益调整电路用于在所述整形控制单元控制下调节所述频率信号的放大倍数，所述测量通道用于根据所述频率信号的频率选择合适的滤波通道以去除所述频率信号中的低频噪声，所述监测通道用于在监测到所述频率信号由低频向高频转变时将所述测量通道的低频通道切换为高频通道以对所述频率信号进行过滤，所述滤波测量单元用于对去噪后的所述频率信号进行滤波测量以输出测量信号。9.根据权利要求8所述的耐辐射高温高压流量传感器，其特征在于，所述积算单元(70)还包括密度数据库和比较模块，所述密度数据库内存储有温度序列、压力序列和密度序列，所述温度序列由多个温度值组成，所述压力序列由多个压力值组成，所述密度序列由多个密度值组成，多个所述温度值、多个所述压力值以及多个所述密度值一一相对应，所述比较模块用于将所述温度敏感元件(40)测得的待测流体温度以及所述压力敏感元件(50)测得的待测流体压力与所述密度数据库中的温度序列和所述压力序列相比较以获取与所述待测流体温度和所述待测流体压力最接近的温度和压力所对应的密度值。10.根据权利要求1所述的耐辐射高温高压流量传感器，其特征在于，所述温度敏感元件(40)包括薄膜铂电阻pt100。

技术总结
本发明提供了一种耐辐射高温高压流量传感器，包括测量管表体、旋涡发生体、耐辐照压电陶瓷探头、温度敏感元件、压力敏感元件、引压弯管和积算单元，测量管表体具有管道腔体，测量管表体和旋涡发生体的的材质均包括奥氏体不锈钢，耐辐照压电陶瓷探头用于获取交变电荷；温度敏感元件用于测量待测流体的温度，引压弯管的第一管道和第二管道之间设置有冷却液，积算单元用于根据交变电荷计算获取待测流体的体积流量以及根据待测流体的体积流量、温度敏感元件测量的温度以及压力敏感元件测量的压力计算获取待测流体的质量流量。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中冷却剂流量测量手段压损大及宽温域范围内精度差的技术问题。段压损大及宽温域范围内精度差的技术问题。段压损大及宽温域范围内精度差的技术问题。


技术研发人员：张博 李春辉 宋志强 张庆柏 李启明 杨水旺
受保护的技术使用者：北京振兴计量测试研究所
技术研发日：2022.04.12
技术公布日：2023/10/25