Development of a miniature electromagnet probe for the measurement of local velocity in heavy liquid metals

液体重金属中における局所流速計測用小型電磁石流速計の開発

有吉 玄  ; 大林 寛生  ; 佐々 敏信   

Ariyoshi, Gen; Obayashi, Hironari; Sasa, Toshinobu

液体重金属中の局所流速計測において、電磁誘導を用いた計測手法は効果的手法の一つである。永久磁石を利用した流速計として、Ricou and Vives' probeやVon Weissenfluh's probeが広く知られているが、これらの流速計は液温上昇に伴う永久磁石の熱減磁により、流速感度および計測体積が低下することが問題点として挙げられる。特に、永久磁石のキュリー温度を超える温度域では流速検出不能となる。そこで本研究では、流速計が持つ温度依存性の解消を目的とし、小型電磁石を内蔵する流速計を開発した。開発された流速計の直径は6mm、長さは155mmである。流速計の基本性能は、室温環境下における矩形管内水銀流れの局所流速分布計測を通して確認され、流速感度および計測体積が評価された。計測された局所流速分布は数値計算によりその妥当性が確認された。

Electromagnetic induction method is one of the effective techniques for local velocity measurement in heavy liquid metals. Ricou and Vives' probe and Von Weissenfluh's probe are famous instrumentations using a permanent magnet. However, sensitivity and measurement volume of the probes show unexpected variation since demagnetization of the magnet is occurred by temperature increase up to the Curie temperature. In this study, electromagnetic probe incorporating a miniature electromagnet was newly developed to overcome such unexpected variation. The diameter and the length of the sensor was 6 mm and 155 mm, respectively. The sensitivity and the measurement volume of the probe were assessed by measurement of local velocity of flowing mercury in a square channel. To clarify the validity for the measured velocity profiles, numerical velocity profiles were calculated and compared with experiment. And the validity for the measured velocity profiles were confirmed by calculated result.