[實用新型]一種感應熔煉用多級結構紅外測溫裝置

有效

• 申請號: 201720438220.1
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN206756317U
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 張花蕊;張虎
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01J5/02
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所11121
• 代理人: 李有浩

技術領域

本實用新型屬于鑄造設備技術領域，尤其是涉及一種真空感應熔煉用紅外測溫裝置與測溫方法。

背景技術

真空感應熔煉技術由于效率高、耗能少，且具有強烈的電磁攪拌作用有利于消除成分偏析，近年來廣泛應用于鎳基高溫合金、鈦合金、不銹鋼、超高強度鋼等特種合金材料的生產。真空感應熔煉過程中，通常要在高溫高真空高攪拌的條件下對合金液進行精煉，且要控制合適的澆注溫度。因此，實現合金熔體溫度的精確測量，對實現最終合金組分的高純凈度與高準確度都起著關鍵的作用。

當前感應熔煉中，通常采用的測溫方法是利用熱電偶對熔融的合金液進行接觸式測溫，這種方法存在三個問題，其一，熱電偶伸入合金液中，感知鋼水的溫度需要一定的時間，無法快速響應測溫，影響生產效率；其二，高溫下熱電偶保護套管不可避免的會與合金熔體發生反應，尤其真空感應熔煉高熔點或者含高活性合金時，高溫下熱電偶保護套管與熔體的反應產物作為雜質影響合金液的純凈度，嚴重影響合金質量；其三，由于真空感應熔煉伴隨著產生強大的電磁場，處于感應線圈上方的熱電偶所產生的熱電勢不可避免地受到該強大電磁場的影響，熔體溫度難以準確測量。因此，采用熱電偶無法實現快速、長時、連續的測溫。

紅外測溫是一種非接觸式的測溫方式，可以避免以上問題。但是，目前傳統采用的手持式紅外測溫儀并不適合應用于真空感應熔煉中，主要問題在于：首先，手持式紅外測溫儀測溫點為人為控制，測溫點不穩定，非常容易產生誤差；其次，由于需要人為手持紅外測溫儀，所以無法實現連續測量；最后，紅外測溫易受周圍環境的影響，而真空感應熔煉在高溫高真空條件下對合金進行熔煉，合金熔體的氣化、揮發以及工作介質在高溫下產生的煙氣等，會使得熔煉坩堝附近產生大量的塵土煙氣，這些物質通常很容易附著在紅外測溫儀測溫口的玻璃窗口上，從而對測溫的準確性產生很大的影響。目前有些紅外測溫儀通過吹掃的方式消除煙氣影響，但該方式同樣不適合用于真空感應熔煉，首先吹掃的效果并不穩定，其次吹掃出的氣體必然會對待測溫的合金熔體表面溫度產生影響，導致其溫度下降，測溫不準確。

發明內容

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種紅外測溫裝置與測溫方法。

本實用新型完整的技術方案包括：

一種感應熔煉用多級結構紅外測溫裝置，包括紅外測溫探頭、視窗、多級紅外測溫管和固定裝置；其特征在于，

所述紅外測溫探頭用以產生測溫用的紅外光線，所述視窗位于紅外測溫探頭前方；所述多級紅外測溫管使紅外光線通過、聚焦且形成照射于待測溫目標上的光斑，并且對測溫過程中產生的煙塵和/或蒸汽進行吸附；所述多級紅外測溫管包括多級結構，每一級結構均包括小孔，所述多級結構沿著煙塵和/或蒸汽的前進方向，內徑依次增大；

所述固定裝置用以將所述紅外測溫裝置固定，使測溫用紅外光線形成的光斑照射于待測溫目標上。

優選的，所述的紅外測溫裝置為真空感應熔煉用紅外測溫裝置。

優選的，所述的多級紅外測溫管包括三級結構，所述三級結構沿著煙塵和/或蒸汽的前進方向，內徑依次增大，所述的三級結構的長度設計使紅外測溫探頭產生的光線在對焦時使得焦點位于其中一級結構的下方小孔處。

優選的，所述的三級結構均包括上方的小孔和下方的內螺紋段，三級結構通過螺紋連接，可拆卸。

優選的，所述的三級結構中，下部為第一級結構，第一級結構下端通過接頭與擋板連接。

優選的，所述的多級紅外測溫管外設有波紋管，所述的波紋管位于上法蘭和下法蘭之間，所述的上法蘭和下法蘭通過雙頭螺栓與上螺母實現固定，并可通過螺母的位置調整實現波紋管的傾斜度調整。

優選的，所述的紅外測溫裝置通過固定裝置固定于真空感應熔煉爐的爐體法蘭上。

利用上述的感應熔煉用多級結構紅外測溫裝置進行測溫的方法，其特征在于，在真空感應熔煉的過程中，打開紅外測溫探頭，對熔煉過程進行實時連續測溫，感應熔煉過程產生的灰塵和蒸汽從多級紅外測溫管的第一級結構的下端小孔進入，并在上升過程中部分沉積在多級紅外測溫管內壁中，剩余的少量灰塵和蒸汽依次進入第二、三級結構，并分別同樣經歷上述過程被沉積。

本實用新型相對于現有技術的優點在于：

1.本實用新型針對感應熔煉中出現的灰塵和蒸汽，采用多級結構連接的方式，使得灰塵和蒸汽在上升過程中沉積在多級紅外測溫管的內壁上，防止附著在測溫口的玻璃窗口上，從而實現連續、精確測溫。

2.多級結構采用內徑依次增大的設計方式，提高了灰塵和蒸汽的沉積效率。