用于磁式阻垢效果評價裝置的換熱試驗管段結構及管壁平均溫度測量方法
【專利摘要】一種用于磁式阻垢效果評價裝置的換熱試驗管段結構及管壁平均溫度測量方法，其特點是：所述換熱試驗管段的結構包括恒溫水浴箱，所述恒溫水浴箱的頂部設置滑道，吊掛裝置置于滑道上面與滑道接觸，試驗管穿裝在吊掛裝置內，試驗管段管壁平均溫度測量裝置纏繞在試驗管的直管上，其信號輸出端與溫度采集模塊電連接。步驟如下：建立換熱試驗管段；連接換熱試驗管段和磁式阻垢效果評價裝置；加熱恒溫水浴箱；制成試驗工質；啟動循環泵，使試驗工質流經組合式磁場裝置進行磁式水處理后進入換熱器進行熱交換，吸收熱量；啟動在線監測系統，采集水質參數、溫度等信號，計算試驗管的管壁平均溫度；再計算污垢熱阻。
【專利說明】用于磁式阻垢效果評價裝置的換熱試驗管段結構及管壁平均溫度測量方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及高耗能行業換熱設備污垢抑垢對策，尤其涉及磁式水處理的效果評價，是一種用于磁式阻垢效果評價裝置的換熱試驗管段結構及管壁平均溫度測量方法。
【背景技術】
[0002]基于污垢熱阻的磁式阻垢效果評價裝置采用直線管段進行換熱，由于其置于恒溫水浴箱中的試驗換熱管段受恒溫水箱體積的限制，無法滿足不同試驗過程對換熱長度的要求；另一方面，置于恒溫水浴箱中測量試驗換熱管段管壁溫度的溫度傳感器，受到恒溫水浴的影響，較難對管壁平均溫度準確測量，目前還沒有一種對恒溫水浴箱中試驗管段管壁平均溫度準確測量的方法。

【發明內容】

[0003]本發明所要解決的技術問題是:提供一種用于磁式阻垢效果評價裝置的換熱試驗管段結構及管壁平均溫度測量方法，以能夠在固定體積的恒溫水浴箱中變換試驗換熱管段長度從而滿足不同試驗過程對換熱長度的要求，同時對恒溫水浴中試驗管段的管壁平均溫度進行準確的測量。
[0004]本發明解決技術問題的方案是:一種用于磁式阻垢效果評價裝置的換熱試驗管段結構及管壁平均溫度測量方法，其特征是，所述用于磁式阻垢效果評價裝置的換熱試驗管段的結構包括恒溫水浴箱、吊掛裝置、試驗管和試驗管段管壁平均溫度測量裝置，所述恒溫水浴箱的頂部兩邊對稱設置一對滑道，恒溫水浴箱的一端分別設置管段入口和管段出口，吊掛裝置置于恒溫水浴箱頂部設置的滑道上面與滑道接觸，并可通過螺紋與恒溫水浴箱固連，試驗管穿裝在吊掛裝置內，其試驗管入水口與磁式阻垢效果評價裝置的加磁管段出水口密封連接、試驗管出水口與磁式阻垢效果評價裝置的水箱入水口密封連接，試驗管段管壁平均溫度測量裝置纏繞在試驗管的直管上，試驗管段管壁平均溫度測量裝置的信號輸出端與溫度采集模塊電連接。
[0005]所述吊掛裝置的結構是:它包括若干根橫擔和若干個吊環，所述橫擔的兩端固連滑塊，滑塊底面與恒溫水浴箱頂面的滑道接觸，若干個吊環由連桿豎向固連、軸線垂直的兩個圓環構成，位于上面的圓環套接在橫擔上。
[0006]所述試驗管的結構是:它包括若干根直管和若干根連接彎管，若干根直管和若干根連接彎管交替分布，直管穿裝在吊掛裝置的吊環內，連接彎管的兩端分別與相鄰直管的首尾密封連接形成蛇形(若只需兩根直管，則連成U形，下同，不再另作說明)的試驗管，試驗管入水口穿過恒溫水浴箱的管段入口與磁式阻垢效果評價裝置的加磁管段出水口密封連接、試驗管出水口穿過恒溫水浴箱的管段出口與磁式阻垢效果評價裝置的水箱入水口密封連接。
[0007]所述試驗管段管壁平均溫度測量裝置的結構是:它包括具有絕緣外包覆層的銅導線、導線和測量單元，所述具有絕緣外包覆層的銅導線等距纏繞在蛇形的試驗管的直管上，各試驗管直管上的具有絕緣外包覆層的銅導線通過導線以串聯方式連接，測量單元輸入端分別與試驗管上的具有絕緣外包覆層的銅導線的兩端電連接，測量單元輸出端與磁式阻垢效果評價裝置的溫度采集模塊電連接。
[0008]所述測量單元的結構是，纏繞于換熱試驗管段的具有絕緣外包覆層的銅導線，經信號變送組件的恒流源激勵，其兩端電壓送入濾波組件去除干擾，再經A/D轉換組件將模擬電壓轉換成數值送入單片機，經溫度采集模塊輸出至計算機，其具有絕緣外包覆層的銅導線、信號變送組件、濾波組件、A/D轉換組件、單片機和溫度采集模塊之間分別電連接。
[0009]所述具有絕緣外包覆層的銅導線為漆包線，導線為銅絲。
[0010]所述用于磁式阻垢效果評價裝置的換熱試驗管段的管壁平均溫度測量方法，其特征是，它包括如下方法和步驟:
1)根據試驗要求，建立密封連接的換熱試驗管段；
選擇直管和合適彎曲直徑的連接彎管，直管穿裝在吊掛裝置內，若干根直管和若干根連接彎管交替分布并密封連接構成蛇形的試驗管，根據不同試驗要求，可通過更換不同彎曲直徑的連接彎管以選擇不同根數的試驗管，獲得需要長度的試驗管，吊掛裝置的位置可根據試驗管的直管數量進行調整，并通過螺紋將吊掛裝置固定到恒溫水浴箱頂部的滑道上；將試驗管置于恒溫水浴箱內，試驗管入水口穿過恒溫水浴箱的管段入口、試驗管出水口穿過恒溫水浴箱的管段出口建立換熱試驗管段；
2)將換熱試驗管段置于磁式阻垢效果評價裝置中進行連接；
所述磁式阻垢效果評價裝置的結構是:它包括試驗工質循環回路、冷卻水循環回路和在線監測系統，所述試驗工質循環回路包括水箱、循環泵、加磁管段、換熱試驗管段，所述水箱出水口通過循環泵與加磁管段入水口密封連接，加磁管段出水口與換熱試驗管段入水口密封連接，換熱試驗管段出水口與水箱入水口密封連接；所述冷卻水循環回路包括冷卻換熱器、空冷水泵和空氣冷卻器，冷卻換熱器置于試驗工質循環回路的水箱內，冷卻換熱器出口經空冷水泵與空氣冷卻器入口密封連接，空氣冷卻器出口與冷卻換熱器入口密封連接構成循環回路；所述在線監測系統包括流通盒、水質參數測量儀、計算機、溫度采集模塊、試驗管段管壁平均溫度測量裝置、換熱試驗管段的入水口溫度儀和換熱試驗管段的出水口溫度儀，所述內置有pH、電導率、溶解氧、濁度測量電極的流通盒位于換熱試驗管段出水口與水箱入水口之間并分別與換熱試驗管段出水口與水箱入水口密封連接，水質參數測量儀的信號輸入端與流通盒的信號輸出端電連接，水質參數測量儀的信號輸出端與計算機電連接，溫度采集模塊的信號輸入端分別與試驗管段管壁平均溫度測量裝置的信號輸出端、換熱試驗管段的入水口溫度儀、換熱試驗管段的出水口溫度儀電連接，溫度采集模塊的信號輸出端與計算機電連接；
3)在特定溫度點標定測量的溫度，加熱恒溫水浴箱，使恒溫水浴箱溫度達到設定溫度
值；
4)在水箱中加入Na2CO3和CaCL2藥品制成試驗工質；
5)啟動循環泵，使試驗工質以一定的流速流經組合式磁場裝置進行磁式水處理，之后進入換熱器進行熱交換，吸收熱量；
6)啟動空冷水泵,冷卻水循環回路對水箱內的試驗工質進行實時冷卻；7)啟動在線監測系統，采集水質參數、溫度等信號，計算試驗管段的管壁平均溫度；
所述在線監測系統的水質參數測量儀通過內置在流通盒的pH、電導率、溶解氧、
濁度測量電極測量水質參數；溫度測量儀器的換熱試驗管段入水口溫度儀、換熱試驗管段的出水口溫度儀采用DS18B20溫度傳感器，試驗管段管壁平均溫度測量裝置采用恒流激勵、測量電壓的方法獲得恒溫水浴箱中試驗管的管壁平均溫度，首先采用恒流激勵的方法，在恒定電流下，測量具有絕緣外包覆層的銅導線兩端電壓?/，將測得電壓《/、恒定電流J代入公式(I)計算得出當前溫度下的具有絕緣外包覆層的銅導線電阻A:
R=UII(I)
再根據計算得出的當前溫度下的具有絕緣外包覆層的銅導線電阻 、具有絕緣外包覆層的銅導線橫截面f 口 S和具有絕緣外包覆層的銅導線長度￡，通過公式(2)計算得出當前溫度下的具有絕緣外包覆層的銅導線的實際電阻車#:
R=P-LiS(2)
由于電阻率隨溫度不同而發生變化，基于事先標定出的電阻與溫度之間的對應關系(即分度表)，通過恒定電流下測量的電壓i/計算出當前溫度下的具有絕緣外包覆層的銅導線電阻值A，根據查詢分度表，并采用插值方法，即可求得當前溫度下的漆包銅線電阻值A相對應的試驗管段管壁平均溫度的溫度值；
8)根據采集的水質參數、溫度等信號和試驗管段管壁平均溫度，計算污垢熱阻；
9)以上8所采集到的參數輸入西門子SIMATICIPC547C工控機數據采集處理系統，進行數據的記錄、保存及處理；
10)分析試驗結果，計算組合式磁場的磁式水處理的阻垢率，評價組合式磁場的磁式水處理的阻垢效果。
[0011]本發明用于磁式阻垢效果評價裝置的換熱試驗管段結構及管壁平均溫度測量方法，其換熱試驗管段的結構能夠根據不同試驗要求，通過更換不同彎曲直徑的連接彎管以選擇不同根數的試驗管，獲得需要長度的試驗管；試驗工質在磁式阻垢效果評價裝置的試驗工質循環回路中通過具有組合式磁場裝置的加磁管段進行磁式水處理，通過換熱試驗管段進行熱交換，吸收熱量，換熱試驗管段的試驗管段管壁平均溫度測量裝置采用恒流激勵、測量電壓的方法獲得恒溫水浴箱中試驗管的管壁平均溫度。試驗過程中，冷卻水循環回路對水箱內的試驗工質實時冷卻，在線監測系統實時監測水質參數、溫度等參數，并通過水質參數測量儀和溫度采集模塊輸入計算機以對磁式阻垢效果進行評價。使用時，建立換熱試驗管段并與磁式阻垢效果評價裝置連接，標定特定溫度點的測量溫度，加熱恒溫水浴箱到設定溫度，制成試驗工質，啟動循環泵，試驗工質在磁式阻垢效果評價裝置的試驗工質循環回路中通過具有組合式磁場裝置的加磁管段進行磁式水處理，通過換熱試驗管段進行熱交換，吸收熱量；同時，啟動空冷水泵，冷卻水循環回路對水箱內的試驗工質實時冷卻，啟動在線監測系統，采集水質參數、溫度等信號，將信號輸入計算機計算污垢熱阻，對磁式阻垢效果進行評價。
【專利附圖】

【附圖說明】[0012]圖1為本發明的換熱試驗管段的主視示意圖；
圖2為圖1的俯視不意圖；
圖3為本發明的換熱試驗管段用于磁式阻垢效果評價裝置的結構示意圖。
[0013]圖中:1換熱試驗管段，2滑道，3吊掛裝置，4橫擔，5吊環，6具有絕緣外包覆層的銅導線，I試驗管，8水浴箱，9測量單元，10導線，11流通盒，12加磁管段，13空冷換熱器，14空冷水泵，15循環泵，16冷卻換熱器，17水箱，18水質參數測量儀，19出水口溫度儀，20入水口溫度儀，21計算機，22溫度采集模塊。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0015]參照圖1?圖3，本發明用于磁式阻垢效果評價裝置的換熱試驗管段結構及管壁平均溫度測量方法，其用于磁式阻垢效果評價裝置的換熱試驗管段結構包括恒溫水浴箱8、吊掛裝置3、試驗管和試驗管段管壁平均溫度測量裝置，所述恒溫水浴箱8的頂部兩邊對稱設置一對滑道2，恒溫水浴箱8的一端分別設置管段入口和管段出口，吊掛裝置3置于恒溫水浴箱8頂部設置的滑道2上面與滑道2接觸，并可通過螺紋與恒溫水浴箱8固連，試驗管7穿裝在吊掛裝置3內，其試驗管7入水口與磁式阻垢效果評價裝置的加磁管段12出水口密封連接、試驗管7出水口與磁式阻垢效果評價裝置的水箱17入水口密封連接，試驗管段管壁平均溫度測量裝置纏繞在試驗管7的直管上，試驗管段管壁平均溫度測量裝置的信號輸出端與溫度采集模塊22電連接。所述吊掛裝置3的結構是:它包括橫擔4和若干個吊環5，所述橫擔4的兩端固連滑塊，滑塊底面與恒溫水浴箱8頂面的滑道2接觸，若干個吊環5由連桿豎向固連、軸線垂直的兩個圓環構成，位于上面的圓環套接在橫擔4上。所述試驗管7的結構是:它包括若干根直管和若干根連接彎管，若干根直管和若干根連接彎管交替分布，直管穿裝在吊掛裝置3的吊環5內，連接彎管的兩端分別與相鄰直管的首尾密封連接形成蛇形的試驗管7，試驗管7入水口穿過恒溫水浴箱8的管段入口與磁式阻垢效果評價裝置的加磁管段12出水口密封連接、試驗管7出水口穿過恒溫水浴箱8的管段出口與磁式阻垢效果評價裝置的水箱17入水口密封連接。所述試驗管段管壁平均溫度測量裝置的結構是:它包括具有絕緣外包覆層的銅導線6、導線10和測量單元9，所述具有絕緣外包覆層的銅導線6等距纏繞在蛇形的試驗管7的直管上，各試驗管7直管上的具有絕緣外包覆層的銅導線6通過導線10以串聯方式連接，測量單元9輸入端分別與試驗管7上的具有絕緣外包覆層的銅導線6的兩端電連接，測量單元9輸出端與磁式阻垢效果評價裝置的溫度采集模塊22電連接。所述測量單元9的結構是，纏繞于換熱試驗管段I的具有絕緣外包覆層的銅導線6，經信號變送組件的恒流源激勵，其兩端電壓送入濾波組件去除干擾，再經A/D轉換組件將模擬電壓轉換成數值送入單片機，經溫度采集模塊22輸出至計算機21，其具有絕緣外包覆層的銅導線6、信號變送組件、濾波組件、A/D轉換組件、單片機和溫度采集模塊22之間分別電連接。所述具有絕緣外包覆層的銅導線6為漆包線，導線10為銅絲。所述磁式阻垢效果評價裝置采用現有技術制造，具有絕緣外包覆層的銅導線6、信號變送組件、濾波組件、A/D轉換組件、單片機為現有技術的市售產品。
[0016]所述用于磁式阻垢效果評價裝置的換熱試驗管段I的管壁平均溫度測量方法，其特征是，它包括如下方法和步驟: 1)根據試驗要求，建立密封連接的換熱試驗管段I;
選擇直管和合適彎曲直徑的連接彎管，直管穿裝在吊掛裝置3內，若干根直管和若干根連接彎管交替分布并密封連接構成蛇形的試驗管7，根據不同試驗要求，可通過更換不同彎曲直徑的連接彎管以選擇不同根數的試驗管7，獲得需要長度的試驗管7，吊掛裝置3的位置可根據試驗管7的直管數量進行調整，并通過螺紋將吊掛裝置3固定到恒溫水浴箱8頂部的滑道2上；將試驗管7置于恒溫水浴箱8內，試驗管7入水口穿過恒溫水浴箱8的管段入口、試驗管7出水口穿過恒溫水浴箱8的管段出口建立換熱試驗管段I ;
2)將換熱試驗管段I置于磁式阻垢效果評價裝置中進行連接；
所述磁式阻垢效果評價裝置的結構是:它包括試驗工質循環回路、冷卻水循環回路和在線監測系統，所述試驗工質循環回路包括水箱17、循環泵15、加磁管段12、換熱試驗管段I，所述水箱17出水口通過循環泵15與加磁管段12入水口密封連接，加磁管段12出水口與換熱試驗管段I入水口密封連接，換熱試驗管段I出水口與水箱17入水口密封連接；所述冷卻水循環回路包括冷卻換熱器16、空冷水泵14和空氣冷卻器13，冷卻換熱器16置于試驗工質循環回路的水箱17內，冷卻換熱器16出口經空冷水泵14與空氣冷卻器13入口密封連接，空氣冷卻器13出口與冷卻換熱器16入口密封連接構成循環回路；所述在線監測系統包括流通盒11、水質參數測量儀18、計算機21、溫度采集模塊22、試驗管段管壁平均溫度測量裝置、換熱試驗管段I的入水口溫度儀20和換熱試驗管段I的出水口溫度儀19，所述內置有pH、電導率、溶解氧、濁度測量電極的流通盒11位于換熱試驗管段I出水口與水箱17入水口之間并分別與換熱試驗管段I出水口與水箱17入水口密封連接，水質參數測量儀18的信號輸入端與流通盒11的信號輸出端電連接，水質參數測量儀18的信號輸出端與計算機21電連接，溫度采集模塊22的信號輸入端分別與試驗管段管壁平均溫度測量裝置的信號輸出端、換熱試驗管段I的入水口溫度儀20、換熱試驗管段I的出水口溫度儀19電連接，溫度采集模塊22的信號輸出端與計算機21電連接；
3)在特定溫度點標定測量的溫度，加熱恒溫水浴箱8，使恒溫水浴箱8溫度達到設定溫度值；
4)在水箱17中加入Na2CO3和CaCL2藥品制成試驗工質；
5)啟動循環泵15，使試驗工質以一定的流速送至具有交變磁場和可調永磁場相結合
的
組合式磁場裝置的加磁管段12進行磁式水處理，之后進入換熱試驗管段I進行熱交換，吸收熱量；
6)啟動循環泵15的同時，啟動空冷水泵14，冷卻水循環回路對水箱17內的試驗工質進行實時冷卻；
7)啟動循環泵15的同時，啟動在線監測系統，采集水質參數、溫度等信號，計算試驗管段管壁平均溫度；
所述在線監測系統的水質參數測量儀18通過內置在流通盒11的pH、電導率、溶解氧、濁度測量電極測量水質參數；溫度測量儀器的換熱試驗管段I入水口溫度儀20、換熱試驗管段I的出水口溫度儀19采用DS18B20溫度傳感器，試驗管段管壁平均溫度測量裝置采用恒流激勵、測量電壓的方法獲得恒溫水浴箱8中試驗管7的管壁平均溫度，首先采用恒流激勵的方法，在恒定電流下，測量具有絕緣外包覆層的銅導線6兩端電壓I/，將測得電壓I/、恒定電流J代入公式(I)計算得出當前溫度下的具有絕緣外包覆層的銅導線6電阻及: R=UII(I)
再根據計算得出的當前溫度下的具有絕緣外包覆層的銅導線6電阻A、具有絕緣外包覆層的銅導線6橫截面積S和具有絕緣外包覆層的銅導線6長度i ,通過公式(2)計算得出當前溫度下的具有絕緣外包覆層的銅導線6的實際電阻率P:
R二P-Li S(2)
由于電阻率隨溫度不同而發生變化，基于事先標定出的電阻與溫度之間的對應關系(即分度表)，通過恒定電流下測量的電壓U計算出當前溫度下的具有絕緣外包覆層的銅導線6電阻值！，根據查詢分度表，并采用插值方法，即可求得當前溫度下的具有絕緣外包覆層的銅導線電阻值A相對應的試驗管段管壁平均溫度值；
8)根據采集的水質參數、溫度等信號和試驗管段管壁平均溫度，計算污垢熱阻；
9)以上8所采集到的參數輸入西門子SIMATICIPC547C工控機數據采集處理系統，進行數據的記錄、保存及處理；
10)分析試驗結果，計算組合式磁場的磁式水處理的阻垢率，評價組合式磁場的磁式水處理的阻垢效果。
[0017]本實施例確定的試驗參數如下:
I換熱試驗管段I的試驗管7其連接彎管的彎曲直徑為IOcm;
2磁式阻垢效果評價裝置的試驗參數:
1)非導磁材料水管采用聚氯乙烯制成；
2)以螺線管線圈建立交變磁場，該交變磁場的磁場強度的調節范圍為(T0.5 T ；
3)由多組磁體對數組成的兩塊平行的N極、S極相向布置的永磁體建立可調永磁場，該可調永磁場的磁場強度調節范圍為(Tl.0 T；
4)交變磁場的信號發生器所產生的交變信號的頻率范圍為(Tl.0M Hz ；
3管內流過的試驗工質流速為0.r2m/s ；
4數據采集周期:
1)每分鐘自動采集一次污垢熱阻值；
2)每三小時采集一次試驗工質的水質參數。
[0018]本實施例試驗過程中，啟動循環泵15，試驗工質在磁式阻垢效果評價裝置的試驗工質循環回路中通過具有交變磁場和可調永磁場相結合的組合式磁場裝置的加磁管段12進行磁式水處理，通過換熱試驗管段I進行熱交換，吸收熱量；同時，啟動空冷水泵14，冷卻水循環回路對水箱17內的試驗工質實時冷卻、啟動在線監測系統，采集水質參數、溫度等信號，將信號輸入計算機21，計算機21對所有輸入的測量信號進行分析以揭示水處理的效果，對磁式阻垢效果進行評價，同時將分析的水處理的效果及對應的數據顯示出來。
【權利要求】
1.一種用于磁式阻垢效果評價裝置的換熱試驗管段結構，其特征是:所述用于磁式阻垢效果評價裝置的換熱試驗管段的結構包括恒溫水浴箱、吊掛裝置、試驗管和試驗管段管壁平均溫度測量裝置，所述恒溫水浴箱的頂部兩邊對稱設置一對滑道，恒溫水浴箱的一端分別設置管段入口和管段出口，吊掛裝置置于恒溫水浴箱頂部設置的滑道上面與滑道接觸，并可通過螺紋與恒溫水浴箱固連，試驗管穿裝在吊掛裝置內，其試驗管入水口與磁式阻垢效果評價裝置的加磁管段出水口密封連接、試驗管出水口與磁式阻垢效果評價裝置的水箱入水口密封連接，試驗管段管壁平均溫度測量裝置纏繞在試驗管的直管上，試驗管段管壁平均溫度測量裝置的信號輸出端與溫度采集模塊電連接。
2.如權利要求1所述的用于磁式阻垢效果評價裝置的換熱試驗管段結構，其特征是:所述吊掛裝置包括若干根橫擔和若干個吊環，所述橫擔的兩端固連滑塊，滑塊底面與恒溫水浴箱頂面的滑道接觸，若干個吊環由連桿豎向固連、軸線垂直的兩個圓環構成，位于上面的圓環套接在橫擔上。
3.如權利要求1所述的用于磁式阻垢效果評價裝置的換熱試驗管段結構，其特征是:所述試驗管包括若干根直管和若干根連接彎管，若干根直管和若干根連接彎管交替分布，直管穿裝在吊掛裝置的吊環內，連接彎管的兩端分別與相鄰直管的首尾密封連接形成蛇形的試驗管(若只需兩根直管，則連成U形，下同，不再另作說明)，試驗管入水口穿過恒溫水浴箱的管段入口與磁式阻垢效果評價裝置的加磁管段出水口密封連接、試驗管出水口穿過恒溫水浴箱的管段出口與磁式阻垢效果評價裝置的水箱入水口密封連接。
4.如權利要求1所述的用于磁式阻垢效果評價裝置的換熱試驗管段結構，其特征是:所述試驗管段管壁平均溫度測量裝置包括具有絕緣外包覆層的銅導線、導線和測量單元，所述具有絕緣外包覆層的銅導線等距纏繞在蛇形的試驗管的直管上，各試驗管直管上的具有絕緣外包覆層的銅導線通過導線以串聯方式連接，測量單元輸入端分別與試驗管上的具有絕緣外包覆層的銅導線的兩端電連接，測量單元輸出端與磁式阻垢效果評價裝置的溫度采集模塊電連接。
5.如權利要求4所述的用于磁式阻垢效果評價裝置的換熱試驗管段結構，其特征是:所述測量單元的結構是，纏繞于換熱試驗管段的具有絕緣外包覆層的銅導線，經信號變送組件的恒流源激勵，其兩端電壓送入濾波組件去除干擾，再經A/D轉換組件將模擬電壓轉換成數值送入單片機，經溫度采集模塊輸出至計算機，其具有絕緣外包覆層的銅導線、信號變送組件、濾波組件、A/D轉換組件、單片機和溫度采集模塊之間分別電連接。
6.如權利要求1所述的用于磁式阻垢效果評價裝置的換熱試驗管段的管壁平均溫度測量方法，其特征包括:一個換熱試驗管段，一個內置有組合式磁場裝置和換熱試驗管段的磁式阻垢效果評價裝置，它包括如下方法和步驟: 1)根據試驗要求，建立密封連接的換熱試驗管段； 2)將換熱試驗管段置于磁式阻垢效果評價裝置中進行連接； 3)在特定溫度點標定測量的溫度，加熱恒溫水浴箱，使恒溫水浴箱溫度達到設定溫度值； 4)在水箱中加入Na2CO3和CaCL2藥品 制成試驗工質； 5)啟動循環泵，使試驗工質以一定的流速流經組合式磁場裝置進行磁式水處理，之后進入換熱器進行熱交換，吸收熱量；6)啟動空冷水泵，冷卻水循環回路對水箱內的試驗工質進行實時冷卻； 7)啟動在線監測系統，采集水質參數、溫度等信號，計算試驗管的管壁平均溫度； 8)根據采集的水質參數、溫度等信號和試驗管段管壁平均溫度，計算污垢熱阻； 9)將步驟8)所采集到的參數輸入西門子SIMATICIPC547C工控機數據采集處理系統，進行數據的記錄、保存及處理； 10)分析試驗結果，計算組合式磁場的磁式水處理的阻垢率，評價組合式磁場的磁式水處理的阻垢效果。
7.如權利要求6所述的用于磁式阻垢效果評價裝置的換熱試驗管段的管壁平均溫度測量方法，其特征是:步驟2)所述的磁式阻垢效果評價裝置的結構是:它包括試驗工質循環回路、冷卻水循環回路和在線監測系統，所述試驗工質循環回路包括水箱、循環泵、加磁管段、換熱試驗管段，所述水箱出水口通過循環泵與加磁管段入水口密封連接，加磁管段出水口與換熱試驗管段入水口密封連接，換熱試驗管段出水口與水箱入水口密封連接；所述冷卻水循環回路包括冷卻換熱器、空冷水泵和空氣冷卻器，冷卻換熱器置于試驗工質循環回路的水箱內，冷卻換熱器出口經空冷水泵與空氣冷卻器入口密封連接，空氣冷卻器出口與冷卻換熱器入口密封連接構成循環回路；所述在線監測系統包括流通盒、水質參數測量儀、計算機、溫度采集模塊、試驗管段管壁平均溫度測量裝置、換熱試驗管段的入水口溫度儀和換熱試驗管段的出水口溫度儀，所述內置有pH、電導率、溶解氧、濁度測量電極的流通盒位于換熱試驗管段出水口與水箱入水口之間并分別與換熱試驗管段出水口與水箱入水口密封連接，水質參數測量儀的信號輸入端與流通盒的信號輸出端電連接，水質參數測量儀的信號輸出端與計算機電連接，溫度采集模塊的信號輸入端分別與試驗管段管壁平均溫度測量裝置的信號輸出端、換熱試驗管段的入水口溫度儀、換熱試驗管段的出水口溫度儀電連接，溫度采集模塊的信號輸出端與計算機電連接。
8.如權利要求6所述的用于磁式阻垢效果評價裝置的換熱試驗管段的管壁平均溫度測量方法，其特征是:步驟7)所述的在線監測系統: (1)水質參數測量儀通過內置在流通盒的pH、電導率、溶解氧、濁度測量電極測量水質參數； (2)溫度測量儀器的換熱試驗管段入水口溫度儀、換熱試驗管段的出水口溫度儀采用DS18B20溫度傳感器； (3)試驗管段管壁平均溫度測量裝置采用恒流激勵、測量電壓的方法獲得恒溫水浴箱中試驗管的管壁平均溫度，首先采用恒流激勵的方法，在恒定電流下，測量具有絕緣外包覆層的銅導線兩端電壓C?，將測得電壓燈、恒定電流J代入公式(I)計算得出當前溫度下的具有絕緣外包覆層的銅導線電阻A.R=UiI(I) 再根據計算得出的當前溫度下的具有絕緣外包覆層的銅導線電阻1、具有絕緣外包覆層的銅導線橫截面f 口 S和具有絕緣外包覆層的銅導線長度￡通過公式(2)計算得出當前溫度下的具有絕緣外包覆層的銅導線的實際電阻車#R 二p-L!S(2) 由于電阻率隨溫度不同而發生變化，基于事先標定出的電阻與溫度之間的對應關系，即分度表，通過恒定電流下測量的電壓U計算出當前溫度下的具有絕緣外包覆層的銅導線電阻值R，根據杳詢分度表，并采用插值方法，即可求得當前溫度下的具有絕緣外包覆層的銅導線電阻值R相對應的試驗管段管壁平均溫度的溫度值。
【文檔編號】G01K7/00GK103487082SQ201310442707
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月26日 優先權日:2013年9月26日
【發明者】王建國, 黃俊峰, 文孝強, 張秀宇, 辛宏偉 申請人:東北電力大學