[發明專利]高溫熔體密度的測量裝置及測量方法

無效

• 申請號: 201210586979.6
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103076260A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 潘貽芳;袁章福;吳波;鞏文旭
• 申請（專利權）人: 天津鋼鐵集團有限公司
• 主分類號: G01N9/04
• 分類號: G01N9/04
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 朱瑜

1.一種高溫熔體密度的測量裝置，其特征在于，包括盛放熔體的坩鍋（2）、耐高溫材料套管（3）和可調節水平的送樣料舟（4），以及真空管式爐、圖像采集系統和計算機軟件處理系統，所述真空管式爐內設置有耐高溫套管（3），所述耐高溫套管（3）內設置有送樣料舟（4），所述送樣料舟（4）的槽口（7）上設置有墊片（5），其中一端的墊片（5）上設置有坩堝（2），另一端的墊片（5）上設置水平儀（6）。

2.根據權利要求1所述的高溫熔體密度的測量裝置，其特征在于，所述坩鍋頂部為圓臺狀，內角設計為圓角狀，圓柱體內徑為2～20mm，外徑為4～40mm，總高度為3～15mm。

3.根據權利要求1所述的高溫熔體密度的測量裝置，其特征在于，所述耐高溫套管（3）由石英或氧化鋁耐高溫材料制成，內徑為30～50mm，長500～900mm。

4.根據權利要求1所述的高溫熔體密度的測量裝置，其特征在于，所述送樣料舟（4）為氧化鋁、石英耐高溫材料所制，為半圓柱形，底部為平面，內徑為2～8mm，外徑為4～10mm，上部開有4個槽口7，槽口7深度為2～5mm，寬度為4～45mm。

5.根據權利要求1所述的高溫熔體密度的測量裝置，其特征在于，所述圖像采集系統為設置有CCD鏡頭的數碼相機，分辨率要求300～700萬象素，可調焦距為0.8～1.5m，所述CCD鏡頭加載有濾光片和濾波片。

6.根據權利要求1所述的高溫熔體密度的測量裝置，其特征在于，所述計算機軟件處理系統為根據幾何原理以及計算V=V₁+V₂的方法而開發得到密度的軟件。

7.一種根據權利要求1-7任一權利要求所述的高溫熔體密度的測量裝置的高溫熔體密度的測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）稱量一定質量的實驗樣品，制成圓柱狀的熔融試樣（1）；

2）將放入熔融試樣（1）的坩鍋（2）放在墊片（5）上，一起放入送樣料舟（4）一側的槽口（7）中，另一側槽口（7）中放入墊片（5）和水平儀（6），然后一起放入真空管式爐的耐高溫套管（3）中；

3）觀察水平儀（6），通過調節送樣料舟（4）使熔融試樣（1）達到水平位置，調節水平后，取出水平儀（6）；

4）對密封真空管式爐進行加熱，溫度達到測量溫度后，穩定15～25分鐘后通過圖像采集系統進行拍照取像，實驗結束后，再次稱量樣品的質量；

5）根據計算密度的方法，通過計算機軟件處理系統輸入熔體質量得到被測物的密度值，每個溫度點取5-10次像，取平均值作為該溫度下被測物的密度值，熔體密度計算方法可以表示為公式：

ρ=mV=mV1+V2]]>

其中m為熔融試樣（1）的質量，取進行測量實驗前后被測物質量的平均值，熔體體積V為V₁和V₂兩部分體積之和，可以由下述公式表示。

V=V1+V2=14[πD2H1-π(4-π)(D-2R)R2]+π∫P1PN(Aiz2+Biz+Ci)2dz]]>

式中H₁為坩鍋（2）的深度，D為坩鍋（2）的內徑，R為坩鍋（2）內角半徑，Pi（此處i＝1，2，3，……，N)是測量點，作為計算機軟件的計算坐標點，N為測量點的數目；Ai，Bi，Ci是性質參數，表示水平部分i-1到i點的熔體輪廓。