[发明专利]低温输液管路漏热量测试系统及测量方法

说明书

一种低温输液管路漏热量测试系统，包括：待测试低温输液管，设置在低温制冷系统中的流量计、温度传感器和压力计传感器，温度传感器包括设置在第一测试点上的第一温度传感器和第二测试点上的第二温度传感器，压力传感器包括第一测试点上和第一压力传感器和第二测试点上的第二压力传感器，温度传感器上设有防护罩，防护罩固定在待测试低温输液管上，且防护罩外环设有辐射冷屏，防护罩与辐射冷屏之间留有间隙，辐射冷屏表面设有绝热材料，根据流量计测得的质量流量、第一测试点的温度和压力及第二测试点的温度和压力获得待测试低温输液管上的第一测试点和第二测试点之间的漏热量。上述低温输液管路漏热量测试系统及测量方法测量精确度较高。

技术领域

本发明属于制冷及低温工程领域，特别涉及一种低温输液管路漏热量测试系统及测量方法。

背景技术

现今的工程应用领域，低温液体的应用越来越广泛，尤其应用在超导，航天和基础物理应用领域。常用的低温液体有液氦、液氢、液氧、液氮等；常用的传输低温液体的方式有低温储罐，低温管道等。低温液体制取不易，液氦等汽化潜热更低，如何有效的输运低温液体就需要性能优异的低温输液管路。如何测定评价低温输液管的绝热保冷性能就尤为关键了。

在Kawano K等的文章“Design and Construction of Long Cryogenic PipingLines[C]//1997:493-496.”提出通过测试液氦传输管线外表面温度的方式，利用室内对流换热系数来计算得到液氦传输管线的漏热量。这种方式较为简便，只需测试外管壁面温度、室内温度和室内的对流换热系数即可。但是，这种方式测试精度不高，2000:1395-1402.”提出了蒸发杜瓦储罐内的氦蒸汽通过输液管的方式，通过测量输液管两端的焓差，进而将氦蒸汽复温通过流量计测试通过输液管的气体质量流量。这种方式需要将液氦传输管线从低温系统中独立出来，且未进行压力的测试。

近年来，Dittmar N等的文章“Characterisation and optimisation offlexible transfer lines for liquid helium.Part I:Experimental results[J].Cryogenics,2016,79:53-62.”中提出了所谓的零流量传输的方式，增加一个杜瓦储罐，通过调节阀门保证储罐的液位保持不变，得到出口处的质量流量，进而根据焓差得到漏热量。但是这种保证液位不变的方式实现比较困难，液氦的液面波动比较大。

发明内容

基于此，有必要提供一种测量精确度较高的低温输液管路漏热量测试系统及测量方法。

一种低温输液管路漏热量测试系统，包括：待测试低温输液管，设置在待测试低温输液管一端的低温制冷系统中的流量计，设置在待测试低温输液管上的温度传感器和压力计传感器，所述温度传感器包括设置在第一测试点上的第一温度传感器和第二测试点上的第二温度传感器，所述压力传感器包括设置在第一测试点上和第一压力传感器和第二测试点上的第二压力传感器，所述温度传感器上设有防护罩，所述防护罩固定在待测试低温输液管上，且所述防护罩外环设有辐射冷屏，所述防护罩与所述辐射冷屏之间留有间隙，所述辐射冷屏表面设有绝热材料，根据所述流量计测得的质量流量、所述第一测试点的温度和压力及所述第二测试点的温度和压力获得待测试低温输液管上的所述第一测试点和所述第二测试点之间的漏热量。

在一实施方式中，所述防护罩为圆环形防护罩，待测试低温输液管上设有圆环形支撑件，所述辐射冷屏包裹在所述圆环形支撑件上，所述绝热材料包裹在所述辐射冷屏上，所述绝热材料套设有绝热层外管。

在一实施方式中，所述圆环形防护罩的径向宽度比所述温度传感器径向宽度大3-4mm，所述圆环形防护罩的轴向长度比所述温度传感器的轴向长度大3-4mm。

在一实施方式中，所述压力传感器通过引管与测试低温输液管连接。

在一实施方式中，所述引管的直径为4-8mm，所述引管的长度为15-30mm。