[發(fā)明專利]合金熔體熱物性參數(shù)集成測試系統(tǒng)及測試方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210368755.8
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN102866085A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李大勇;王利華;馬旭梁;石德全
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號: G01N13/02
• 分類號: G01N13/02;G01N9/00;G01N11/16;G01R27/22
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務(wù)所 23118
• 代理人: 陳曉光

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及本發(fā)明涉及的是冶金、鑄造和金屬材料領(lǐng)域，具體涉及一種合金熔體熱物性參數(shù)集成測試系統(tǒng)及測試方法。

背景技術(shù)：

目前有關(guān)合金熔體表面張力、密度、粘度和電阻率單項參數(shù)的檢測方法和裝置已有很多傳統(tǒng)方法和實用裝置，但多參數(shù)集成測試裝置未見報道和應(yīng)用。事實上，表面張力、密度、粘度和電阻率通常是被科技工作者同時關(guān)注的幾個參數(shù)，由于傳統(tǒng)測試方法對測試裝置結(jié)構(gòu)的限制，導(dǎo)致無法在一臺裝置上，尤其是在一個熔體試樣上實現(xiàn)多參數(shù)集成測試。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種合金熔體熱物性參數(shù)集成測試系統(tǒng)及測試方法，用一個合金熔體試樣完成表面張力、密度、粘度和電阻率四個熱物性參數(shù)測試。

上述的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種合金熔體熱物性參數(shù)集成測試系統(tǒng)，其組成包括：主機，所述的主機與控溫柜、計算機測控單元連接，所述的主機的加熱爐與氬氣瓶連接。

所述的合金熔體熱物性參數(shù)集成測試系統(tǒng)，所述主機包括傳感器分配器、傳感器升降機構(gòu)、加熱爐、坩堝、坩堝升降及進出機構(gòu)，所述的坩堝固定在所述的坩堝升降機構(gòu)上，所述的坩堝升降機構(gòu)和所述的坩堝進出機構(gòu)連接，所述的傳感器分配器與所述的傳感器升降機構(gòu)連接。

所述的合金熔體熱物性參數(shù)集成測試系統(tǒng)，所述的傳感器分配器包括動盤和靜盤，所述的動盤上安裝有表面張力和密度傳感器探頭定位開關(guān)、粘度傳感器探頭定位開關(guān)、電阻率探頭定位開關(guān)、表面張力和密度傳感器探頭座、粘度傳感器探頭座、電阻率探頭座和動齒輪；所述的靜盤上安裝有定位塊和靜齒輪，所述的動盤與所述的靜盤扣合后所述的動齒輪與所述的靜齒輪相互嚙合，當(dāng)所述的動齒輪在電機驅(qū)動下轉(zhuǎn)動時，所述的動齒輪將繞所述的靜齒輪轉(zhuǎn)動，從而帶動所述的動盤同步轉(zhuǎn)動，當(dāng)所述的表面張力和密度傳感器探頭定位開關(guān)、所述的粘度傳感器探頭定位開關(guān)、所述的電阻率探頭定位開關(guān)中任何一個處于垂直向下位置時，對應(yīng)的定位開關(guān)將碰觸所述的定位塊，并向所述的計算機測控單元發(fā)出位置信號，實現(xiàn)三個傳感器工位切換。

所述的合金熔體熱物性參數(shù)集成測試系統(tǒng)，所述的坩堝升降及進出機構(gòu)包括垂直升降機構(gòu)和水平擺動機構(gòu)，所述的垂直升降機構(gòu)包括電機A、齒輪齒條組A、托盤和垂直升降行程開關(guān)組，所述的水平擺動機構(gòu)包括電機B、齒輪組、擺臂和水平擺動行程開關(guān)組，所述的坩堝升降機構(gòu)將上述坩堝垂直送入和取出所述的加熱爐，所述的水平擺動機構(gòu)將所述的坩堝水平擺至所述的加熱爐下方和擺至取樣位置，垂直升降和水平擺動的極限位置均靠對應(yīng)的行程開關(guān)控制。

所述的合金熔體熱物性參數(shù)集成測試系統(tǒng)，所述的計算機測控單元由計算機、打印機、信號處理電路、電機驅(qū)動電路組成；所述的控溫柜包括數(shù)字控溫儀表、可控硅控制電路和調(diào)壓器。

所述的合金熔體熱物性參數(shù)集成測試系統(tǒng)，所述的傳感器升降機構(gòu)包括立柱、橫梁、升降連桿、升降電機、齒輪齒條組B和位移傳感器，所述的傳感器分配器安裝在所述的橫梁上，靠兩根所述的立柱導(dǎo)向，所述的橫梁可作平穩(wěn)升降運動，所述的升降電機驅(qū)動所述的齒輪齒條組B運動，通過所述的升降連桿帶動所述的橫梁上升或下降，實現(xiàn)傳感器探頭進入和提離熔體試樣，上下極限位置靠所述的位移傳感器感知。

一種合金熔體熱物性參數(shù)集成測試方法，該方法包括如下步驟：

（1）加熱爐升溫：通過控溫柜設(shè)定加熱爐保溫溫度，向加熱爐吹入氬氣，達(dá)到設(shè)定溫度后自動保溫；

（2）選擇測試方式：通過計算機測控單元選擇連續(xù)測試模式，表面張力和密度傳感器探頭轉(zhuǎn)至垂直向下位置；

（3）取樣：當(dāng)所述的加熱爐溫度達(dá)到設(shè)定值時，坩堝升降機構(gòu)自動下降，坩堝被水平擺動機構(gòu)擺至接樣位置，試樣被加入坩堝后，擺臂自動擺至加熱爐下方，垂直升降機構(gòu)上升將所述的坩堝送入所述的加熱爐；

（4）被測熔體進行熔體表面張力和密度測試：所述的加熱爐繼續(xù)升溫，達(dá)到設(shè)定溫度后，傳感器升降機構(gòu)下降將表面張力和所述的密度傳感器探頭送入所述的加熱爐，傳感器通過吹出的氬氣壓力感知熔體液面位置和氣泡內(nèi)壓力微小變化，通過位移傳感器精確測定兩次下降高度差，利用氣泡內(nèi)最大壓力值、高度差求解熔體表面張力和密度；