專利名稱：合金熔體熱物性參數集成測試系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及本實用新型涉及的是冶金、鑄造和金屬材料領域，具體涉及一種合金熔體熱物性參數集成測試系統。
背景技術：
目前有關合金熔體表面張力、密度、粘度和電阻率單項參數的檢測方法和裝置已有很多傳統方法和實用裝置，但多參數集成測試裝置未見報道和應用。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注的幾個參數，由于傳統測試方法對測試裝置結構的限制，導致無法在一臺裝置上，尤其是在一個熔體試樣上實現多參數集成測試。發明內容本實用新型的目的是提供一種合金熔體熱物性參數集成測試系統，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測試。上述的目的通過以下的技術方案實現一種合金熔體熱物性參數集成測試系統，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集成測試系統，所述主機包括傳感器分配器、傳感器升降機構、加熱爐、坩堝、坩堝升降及進出機構，所述的坩堝固定在所述的坩堝升降機構上，所述的坩堝升降機構和所述的坩堝進出機構連接，所述的傳感器分配器與所述的傳感器升降機構連接。所述的合金熔體熱物性參數集成測試系統，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、粘度傳感器探頭定位開關、電阻率探頭定位開關、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，當所述的表面張力和密度傳感器探頭定位開關、所述的粘度傳感器探頭定位開關、所述的電阻率探頭定位開關中任何一個處于垂直向下位置時，對應的定位開關將碰觸所述的定位塊，并向所述的計算機測控單元發出位置信號，實現三個傳感器工位切換。所述的合金熔體熱物性參數集成測試系統，所述的坩堝升降及進出機構包括垂直升降機構和水平擺動機構，所述的垂直升降機構由電機A、齒輪齒條組A、托盤和垂直升降行程開關組組成，所述的水平擺動機構由電機B、齒輪組、擺臂和水平擺動行程開關組組成，所述的坩堝升降機構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的行程開關控制。所述的合金熔體熱物性參數集成測試系統，所述的計算機測控單元由計算機、打印機、信號處理電路、電機驅動電路組成；所述的控溫柜由數字控溫儀表、可控硅控制電路和調壓器組成。所述的合金熔體熱物性參數集成測試系統，所述的傳感器升降機構包括立柱、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向，所述的升降電機連接所述的齒輪齒條組B，所述的升降連桿連接所述的橫梁，所述的位移傳感器對應于上下極限位置節點之間，所述的傳感器探頭進入熔體試樣。有益效果I.本實用新型一機多能，硬件成本降低，通過傳感器分配器這一關鍵裝置，只需控制傳感器工位變化即可完成四參數測試。本實用新型操作簡單，測試周期縮短，由于傳感器工位變換、探頭升降和坩堝進出全部采用自動控制，無須人為干預，機構運動速度和位置均可實現精準控制，可明顯縮短測試時間。本實用新型同試樣同環境測試，測試結果更可比。取自同一爐的合金熔體試樣或同一固體試樣熔化形成的液態試樣，在同一加熱爐內連續完成四參數測試，其參數可比性優于不同試樣多次測試的結果。本實用新型實現傳感器測試工位變換、傳感器探頭進出加熱爐、坩堝進出加熱爐、熔體試樣溫度變化、信息參數輸出等功能；由計算機、打印機、輸入輸出板卡、模擬信號處理電路和電機驅動電路等組成計算機測控單元，實現主機動作控制和信號采集與處理；采用市購標準氬氣瓶為主機表面張力傳感器提供穩壓氣源和為加熱爐提供惰性氣體保護；由數字控溫儀表、可控硅控制電路和調壓器組成控溫柜，實現加熱爐溫度自動控制。表面張力、密度、粘度和電阻率是四個非常重要的金屬熔體熱物性參數，準確測知熔體熱物性參數，不僅對于冶金和鑄造領域優化生產工藝和有效控制生產過程具有重要意義，而且對于金屬材料研究領域而言，可以為其提供一種新材料液態性能的評價手段。利用一個合金熔體試樣完成四個熱物性參數的集成測試，其優越性不僅僅在于測試設備的節省和測試成本的降低，更為重要的是測試條件完全相同的情況下獲得的測試結果更具可比性。
附圖I是本產品的結構示意圖。附圖2是附圖I中傳感器分配器的動盤部分的結構示意圖。附圖3是附圖I中傳感器分配器的靜盤部分的結構示意圖。附圖4是附圖I中坩堝升降及進出機構的結構示意圖。附圖5是附圖I中傳感器升降機構的結構示意圖。
具體實施方式
實施例I :一種合金熔體熱物性參數集成測試系統，其組成包括主機I,所述的主機與控溫柜2、計算機測控單元3連接，所述的主機的加熱爐與氬氣瓶連接。實施例2 上述的合金熔體熱物性參數集成測試系統，所述主機包括傳感器分配器4、傳感器升降機構5、加熱爐6、坩堝7、坩堝升降及進出機構8，所述的坩堝固定在所述的坩堝升降機構上，所述的坩堝升降機構和所述的坩堝進出機構連接，所述的傳感器分配器與所述的傳感器升降機構連接。[0031]實施例3:上述的合金熔體熱物性參數集成測試系統，所述的傳感器分配器包括動盤9和靜盤10，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11、粘度傳感器探頭定位開關12、電阻率探頭定位開關13、表面張力和密度傳感器探頭座14、粘度傳感器探頭座15、電阻率探頭座16和動齒輪17 ;所述的靜盤上安裝有定位塊18和靜齒輪19，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，當所述的動齒輪在電機驅動下轉動時，所述的動齒輪將繞所述的靜齒輪轉動，從而帶動所述的動盤同步轉動，當所述的表面張力和密度傳感器探頭定位開關、所述的粘度傳感器探頭定位開關、所述的電阻率探頭定位開關中任何一個處于垂直向下位置時，對應的定位開關將碰觸所述的定位塊，并向所述的計算機測控單元發出位置信號，實現三個傳感器工位切換。實施例4 上述的合金熔體熱物性參數集成測試系統，所述的坩堝升降及進出機構包括垂直升降機構20和水平擺動機構21，所述的垂直升降機構包括電機A，件號22、齒輪齒條組A，件號23、托盤24和垂直升降行程開關組25，所述的水平擺動機構包括電機B，件號26、齒輪組27、擺臂28和水平擺動行程開關組29，所述的坩堝升降機構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的行程開關控制。實施例5 上述的合金熔體熱物性參數集成測試系統，所述的計算機測控單元由計算機、打印機、信號處理電路、電機驅動電路組成；所述的控溫柜由數字控溫儀表、可控硅控制電路和調壓器組成。實施例6 上述的合金熔體熱物性參數集成測試系統，所述的傳感器升降機構包括立柱30、橫梁31、升降連桿32、升降電機33、齒輪齒條組B，件號34和位移傳感器35，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向，所述的橫梁可作平穩升降運動，所述的升降電機驅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。實施例I 上述的合金熔體熱物性參數集成測試系統，所述加熱爐為通過式筒形結構，發熱元件為U形硅鑰棒，8支發熱元件串聯使用，最大電流為5 0安培。發熱元件外圍是三氧化二鋁磚隔熱層和石棉氈保溫層，最外圍是不銹鋼保護罩。通電加熱時爐內通氬氣，以降低發熱元件和石墨坩堝被氧化程度。所述的坩堝由高密度石墨加工而成，內腔尺寸為OlOO X 120mm,外廓尺寸為O120 X 130mmo當垂直升降機構降至最低位置時(垂直升降行程開關被壓合)，坩堝和托盤分離，坩堝被擺臂端部“0”形框托接，水平擺動機構啟動后，坩堝被擺離加熱爐下方(到達極限位置時水平擺動行程開關被壓合)，待合金熔體試樣或被測固體試樣加入坩堝后，水平擺動機構反向運動，坩堝被擺至加熱爐正下方(水平擺動行程開關被壓合)，垂直升降機構升起，坩堝被托盤頂離擺臂“0”形框直至進入加熱爐(至極限位置時垂直升降行程開關被壓合)，加 熱爐底口被托盤封閉。
權利要求1.一種合金熔體熱物性參數集成測試系統，其組成包括主機，其特征是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。
2.根據權利要求I所述的合金熔體熱物性參數集成測試系統,其特征是所述主機包括傳感器分配器、傳感器升降機構、加熱爐、坩堝、坩堝升降及進出機構，所述的坩堝固定在所述的坩堝升降機構上，所述的坩堝升降機構和所述的坩堝進出機構連接，所述的傳感器分配器與所述的傳感器升降機構連接。
3.根據權利要求2所述的合金熔體熱物性參數集成測試系統，其特征是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、粘度傳感器探頭定位開關、電阻率探頭定位開關、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，當所述的表面張力和密度傳感器探頭定位開關、所述的粘度傳感器探頭定位開關、所述的電阻率探頭定位開關中任何一個處于垂直向下位置時，對應的定位開關將碰觸所述的定位塊，并向所述的計算機測控單元發出位置信號，實現三個傳感器工位切換。
4.根據權利要求2或3所述的合金熔體熱物性參數集成測試系統，其特征是所述的坩堝升降及進出機構包括垂直升降機構和水平擺動機構，所述的垂直升降機構由電機A、齒輪齒條組A、托盤和垂直升降行程開關組組成，所述的水平擺動機構由電機B、齒輪組、擺臂和水平擺動行程開關組組成，所述的坩堝升降機構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的行程開關控制。
5.根據權利要求4所述的合金熔體熱物性參數集成測試系統，其特征是所述的計算機測控單元由計算機、打印機、信號處理電路、電機驅動電路組成；所述的控溫柜由數字控溫儀表、可控硅控制電路和調壓器組成。
6.根據權利要求2或3或5所述的合金熔體熱物性參數集成測試系統，其特征是所述的傳感器升降機構包括立柱、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向，所述的升降電機連接所述的齒輪齒條組B，所述的升降連桿連接所述的橫梁，所述的位移傳感器對應于上下極限位置節點之間，所述的傳感器探頭進入熔體試樣。
專利摘要合金熔體熱物性參數集成測試系統。目前有關合金熔體表面張力、密度、粘度和電阻率單項參數的檢測方法和裝置已有很多傳統方法和實用裝置，但多參數集成測試裝置未見報道和應用。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注的幾個重要熔體熱物性參數，由于傳統測試方法對測試裝置結構的限制，導致無法在一臺裝置上，尤其是在一個熔體試樣上實現多參數集成測試。本實用新型的組成包括主機(1)，所述的主機與控溫柜(2)、計算機測控單元(3)連接，所述的主機的加熱爐與氬氣瓶連接。本實用新型用于合金熔體熱物性參數的集成測試。
文檔編號G01N11/00GK202814842SQ20122050247
公開日2013年3月20日 申請日期2012年9月28日 優先權日2012年9月28日
發明者李大勇, 王利華, 馬旭梁, 石德全 申請人:哈爾濱理工大學