[發明專利]一種激光測試噴嘴粒度的方法

有效

• 申請號: 201210331675.5
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN102841042A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 王坤;王立峰;楊子森;管序榮;孫齊松;朱國森;呂迺冰;丁寧
• 申請（專利權）人: 首鋼總公司
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于冶金測試技術領域，特別是提供了一種激光測試噴嘴粒度的方法。主要是針對連鑄機二冷噴嘴的粒度測試，能夠精確測試出噴嘴噴霧的粒度大小。

背景技術

在連鑄坯的冷卻過程中，二冷區的冷卻凝固是鑄坯凝固的關鍵環節。而二冷區噴嘴的粒度特性對鑄坯表面質量及其冷卻性能有很大的影響。目前常用的測定顆粒粒度組成的方法有篩析法、水析法和顯微鏡法。①篩析法，用于測定?250～0.038mm的物料粒度。實驗室標準套篩的測定范圍為6～0.038mm；但難以測量粘性和成團的材料；測量時間和操作方法必須嚴格標準化；不能產生真實的重量分布；小尺寸篩網易被物料堵塞，且難以清洗；篩網強度低，易破損。②水析法,以顆粒在水中的沉降速度確定顆粒的粒度,用于測定小于0.074mm物料的粒度；測量速度慢，平均測量時間要半個多小時，很難重復分析；必須精確的控制以防止溫度梯度和粘度變化；不能處理不同密度的混合物。③顯微鏡法，能逐個測定顆粒的投影面積，以確定顆粒的粒度，光學顯微鏡的測定范圍為150～0.4μm，電子顯微鏡的測定下限粒度可達0.001μm或更小。代表性差，速度慢，無法測超細顆粒。

發明內容

本發明的目的在于提供一種激光測試噴嘴粒度的方法，克服了述現有技術代表性差，速度慢，無法測超細顆粒的不足；采用激光粒度測試方法，靜態激光光散射法主要測定微米級顆粒，測量范圍一般在5-2000μm，獲得的是等效球體積分布，測量準確，速度快，代表性強，重復性好。

本激光粒度測試方法的基本工作原理是利用光的散射法來測量粒子尺寸分布。具體為：從激光器發出的激光束經過顯微物鏡聚焦。針孔濾波和準直鏡準直后，變成約10mm左右的平行光束。該光束照射到待測的顆粒上，一部分光被散射。散射光經過傅立葉透鏡后，照射到光電探測器陣列上。由于光電探測器處在傅立葉透鏡的焦平面上，因此探測器上的任一點都對應于某一確定的散射角。光電探測器陣列由一系列同心環帶組成，每個環帶是一個獨立的探測器，能將投射到上面的散射光能線性的轉換成電壓，然后送給數據采集卡，在進行A/D轉換送入計算機。再利用各種算法來求得粒子的尺寸分布。

本發明的粒度測試在激光測試噴嘴粒度裝置上進行，該裝置包括機械臺架、激光粒度測試儀、測控系統計算機和噴水管路和氣體管路。測控系統計算機通過電磁閥及調節閥控制噴水管路的水壓、水流量及氣體管路的氣壓、氣流量；噴嘴固定在機械臺架上，測控系統計算機通過伺服機構控制機械臺架的運動；激光粒度測試儀的發射器與接收器分布在噴嘴的兩側，接收器通過數據線將采集的數據輸入到測控系統計算機中。工藝步驟為：

1）將待測噴嘴安裝在機械臺架上面，能進行垂直和水平方向的運動，在系統中垂直運動定義為向上、向下，最上端為起點，水平方向定義為向左、向右，最左端為起點，兩個方向的運動分別在手動操作臺、計算機軟件上操作；噴嘴移動范圍：X：0-200mm??Z：0-250mm；

2）調試激光粒度測試儀，根據所需要測量范圍選擇鏡頭倍數并安裝鏡頭，并調整焦距對中，使之能夠采集到的背景信號顯示正常；鏡頭倍數分為：300、500、800、1000倍四種；

3）根據測試需要的工況條件，設定噴嘴的水壓、氣壓、水流量、氣流量參數；各工況參數的量程分別為：水壓0-1.6MPa，氣壓0-1.0MPa，水流量0-1000l/min，氣流量0-600?Nm³/h；

4）采集數據，測粒度平均直徑范圍為：5μm-2000μm，激光粒度測試儀將采集到的信息輸入到測控系統的信號隔離調理箱-信號分配箱-粒度主機，經過測試軟件的分析和處理，得到噴嘴水霧的粒度大小和粒度的分布狀態，并生成相關的測試報告；

表1?重量分布數據。

本發明能夠全自動調節噴嘴的位置和方向，自動調節噴嘴水流量和氣流量，能夠利用激光精確測量噴嘴的粒度，該方法具有自動化程度高，操作簡單，測試結果精度高的優點。

附圖說明

圖1為重量分布圖。

具體實施方式

以下的實例用于闡述本發明，但本發明的保護范圍并不僅限于以下實施例。

1．將噴嘴安裝在機械臺架上，并固定好，按照測試要求調節噴嘴的水平及垂直距離；

2．打開激光粒度測試儀，根據所需要測量粒徑范圍選擇鏡頭倍數并安裝鏡頭，并調整焦距并對中，使之能夠采集到的背景信號顯示正常。