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Licensed Unlicensed Requires Authentication Published by Oldenbourg Wissenschaftsverlag January 31, 2014

Contactless flow rate measurements in metallic melts

Kontaktlose Durchflussmessung in Metallschmelzen
  • D. Buchenau

    The author is a member of the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) and specialised in the field of magnetohydrodynamics (MHD).

    Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Bautzner Landstraße 400, POB 510119, D-01314 Dresden, Germany, Tel.: +49-351-260-2412, Fax: +49-351-260-2007

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    , S. Eckert

    The author is a member of the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) and specialised in the field of magnetohydrodynamics (MHD).

    Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Bautzner Landstraße 400, POB 510119, D-01314 Dresden, Germany,Tel.: +49-351-260-2132,Fax: +49-351-260-2007

    and S. Lenk

    The author is a partner of a technology transfer project collaborating with HZDR and specialised in the field of automation engineering.

    SAAS-Ltd., Neues Leben, D-01728 Bannewitz, Germany, Tel.: +49-351-40468940, Fax: +49-351-40468941

From the journal tm – Technisches Messen

Abstract

Control of the flow rate of liquid metals is required in a number of technological processes such as the cooling of nuclear reactors, transmutation systems and the dosing and casting of liquid metals. Electromagnetic flow meters play an important role in the diagnostics and automatic control of such processes. For example, the electromagnetic control of casting processes can be used to improve the quality of products by reducing their brittleness and increasing durability at high production efficiency, especially for complex shape components. A number of different electromagnetic flow meter designs have been developed starting from the end of the forties of the last century. One such flow meter – the Magnetic Flywheel, which is described in the textbook of Shercliff uses the electromagnetic force exerted by the flow on a close magnet. Commercial electromagnetic flow meters are typically based on the flow-induced electrical voltage measurements by electrodes in direct contact to the melt in a steady magnetic field. In view of the typical problems coming along with applications at liquid metal flows such as high temperatures, interfacial effects and corrosion, the main disadvantage of this type of flow meter is the electrical contact to the liquid metal, which is necessary to measure the electric potential difference. Therefore, contactless operating measurement techniques are very attractive for liquid metal applications.

Zusammenfassung

Bis zum heutigen Zeitpunkt gibt es bezogen auf die Strömungs- und Durchflussmessung elektrisch leitfähiger Metallströmungen nahezu keine kommerziell verfügbare Messtechnik. Eines der wichtigsten Einsatz- oder Aktionsfelder ist die metallverarbeitende Industrie. Eisen- und Nichteisenmetalle werden durch den technologisch anspruchsvollen Prozess des Gießens in die Form von weiterverarbeitbaren Halbzeugen oder in aufwendige Endformen gebracht. Wichtige Automationsparameter sind dabei Durchflussrate und Geschwindigkeit, ohne deren Kenntnis und Kontrolle keine Prozessführung möglich ist. Zwei weitere, wichtige Einsatzbereiche für kontaktlos operierende Durchfluss- und Strömungssensoren ergeben sich aus der Notwendigkeit des Verständnisses der thermohydraulischen Vorgänge bezüglich des Energie- und Massentransportes in metallgekühlten Reaktorsystemen sowie in künftig geplanten Transmutationssystemen. Abgesehen von der auf dem Markt etablierten, kontaktbehafteten Durchflussmesstechnik stehen derzeit kaum Alternativen der Durchflussbestimmung in flüssigen Metallen zur Verfügung. Der folgende Beitrag stellt zwei innovative, kontaktlose Messverfahren vor, die in zahlreichen Tests untersucht wurden. Ein Verfahren wird in Kürze auf dem Markt kommerziell verfügbar sein.

About the authors

D. Buchenau

The author is a member of the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) and specialised in the field of magnetohydrodynamics (MHD).

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Bautzner Landstraße 400, POB 510119, D-01314 Dresden, Germany, Tel.: +49-351-260-2412, Fax: +49-351-260-2007

S. Eckert

The author is a member of the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) and specialised in the field of magnetohydrodynamics (MHD).

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Bautzner Landstraße 400, POB 510119, D-01314 Dresden, Germany,Tel.: +49-351-260-2132,Fax: +49-351-260-2007

S. Lenk

The author is a partner of a technology transfer project collaborating with HZDR and specialised in the field of automation engineering.

SAAS-Ltd., Neues Leben, D-01728 Bannewitz, Germany, Tel.: +49-351-40468940, Fax: +49-351-40468941

Published Online: 2014-1-31
Published in Print: 2014-2-28

©2014 Walter de Gruyter Berlin/Boston

Downloaded on 7.2.2023 from https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/teme-2014-1012/html
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