一种冶金成分在线检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种冶金成分在线检测装置，包括真空熔炼炉、气密阀门、激光诱导光源、采集单元和光谱分析单元；真空熔炼炉的炉体上开设有若干个窗口，任一窗口与气密阀门对应连接；激光诱导光源、采集单元和光谱分析单元设置在真空熔炼炉外部；激光诱导光源和采集单元工作时，激光诱导光源发出的激光通过气密阀门和窗口诱导熔融金属液体，采集单元通过气密阀门和窗口采集等离子体光；光谱分析单元与采集单元连接，根据等离子体光分析熔融金属液体的成分。本发明专利技术提供的装置，在真空熔炼炉炉体窗口上设置了气密阀门，在实现冶金成分的在线检测的同时，保证了炉内真空环境的稳定，大大节省了时间成本，为冶金材料的精确配比提供了数据支持。

An on-line detection device for metallurgical composition

The invention provides an on-line detection device for metallurgical components, including a vacuum smelting furnace, a gas-tight valve, a laser-induced light source, a collection unit and a spectral analysis unit; a vacuum smelting furnace body is provided with a number of windows, each of which is correspondingly connected with a gas-tight valve; a laser-induced light source, a collection unit and a spectral analysis sheet. When the laser-induced light source and the acquisition unit work, the laser-induced light source induces the molten metal liquid through the air-tight valve and window, and the acquisition unit collects the plasma light through the air-tight valve and window; the spectral analysis unit is connected with the acquisition unit, and the plasma light is separated according to the plasma light. Analyze the composition of molten metal liquid. The device provided by the invention is equipped with an air-tight valve on the window of the furnace body of a vacuum smelting furnace, which ensures the stability of the vacuum environment in the furnace while realizing the on-line detection of metallurgical components, greatly saves time and cost, and provides data support for the precise proportion of metallurgical materials.

【技术实现步骤摘要】
一种冶金成分在线检测装置
本专利技术涉及冶金成分检测
，尤其涉及一种冶金成分在线检测装置。
技术介绍
金属及合金在冶炼过程中需要检测化学成分的变化，以此控制产品质量，并判断冶炼终点。目前，由于缺乏先进的在线测量技术，冶炼过程普遍采用人工取样和制样的离线检测方式。例如，在炼钢过程中，对高温钢液的检测需要通过取样、冷却、打磨、抛光等一系列过程后，再拿到分析仪器上进行测量和分析，整个过程需要花费3～5分钟时间，占去冶炼时间的十分之一以上。这种费时的离线检测方式不仅造成质量控制落后，同时也造成大量能源浪费。而我国作为冶金大国，2010年全国粗钢产量为62665万吨，钢铁行业平均吨钢综合能耗为615千克标准煤，按国家统计局每度电折0.404千克标准煤计算，我国钢铁行业每年由此消耗的能源高达429.27亿度。综上，随着冶金行业生产模式的日益大型化、高速化和连续化，冶金行业对于在线检测液态金属成分技术的需求也日渐迫切。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中存在的离线检测费时费能问题，提供了一种冶金成分在线检测装置。本专利技术提出一种冶金成分在线检测装置，包括真空熔炼炉、气密阀门、激光诱导光源、采集单元和光谱分析单元；所述真空熔炼炉的炉体上开设有若干个窗口，任一所述窗口与所述气密阀门对应连接；所述激光诱导光源、采集单元和光谱分析单元设置在所述真空熔炼炉外部；所述激光诱导光源和采集单元工作时，所述激光诱导光源发出的激光通过所述气密阀门和窗口诱导所述熔融金属液体，所述采集单元通过所述气密阀门和窗口采集所述等离子体光；所述光谱分析单元与所述采集单元连接，所述光谱分析单元根据所述等离子体光分析所述熔融金属液体的成分。优选地，还包括若干个容置单元，任一所述容置单元上设置有所述激光诱导光源和/或采集单元；任一所述容置单元上还能够设置所述光谱分析单元。优选地，还包括机柜，所述机柜内设置有所述光谱分析单元；所述机柜内还能够设置电源单元、冷却单元和同步信号单元中的至少一种。优选地，所述机柜内还设置有所述激光诱导光源和/或采集单元；对应地，还包括激光传导单元，所述机柜内的激光诱导光源和/或采集单元与所述激光传导单元连接。优选地，还包括移动单元，所述移动单元与所有所述容置单元连接；所述移动单元用于移动所述容置单元，并控制所述容置单元与气密阀门的对接和分离。优选地，还包括控制单元，所述控制单元分别与所述激光诱导光源、采集单元、气密阀门、光谱分析单元和移动单元连接。优选地，还包括测温单元和/或填料单元；所述测温单元和填料单元设置在所述容置单元上。优选地，还包括反馈单元，所述反馈单元分别与所述光谱分析单元和填料单元电连接；所述反馈单元根据所述熔融金属液体的成分和预先设定的成分配比调整所述填料单元的填料配比。优选地，所述光谱分析单元包括分光子单元和分析子单元，所述分光子单元和分析子单元连接；所述分光子单元用于对所述等离子体光进行分光，并输出光谱数据；所述分析子单元根据所述光谱数据分析所述熔融金属液体的成分。本专利技术提供的一种冶金成分在线检测装置，在真空熔炼炉炉体窗口上设置了气密阀门，在满足激光诱导击穿光谱技术对冶金成分进行检测实现冶金成分的在线检测的同时，保证了炉内真空环境的稳定，大大节省了时间成本，避免了不必要的资源浪费，为冶金材料的精确配比提供了数据支持。附图说明图1为本专利技术具体实施例的一种冶金成分在线检测装置的结构示意图；图2为本专利技术具体实施例的一种冶金成分在线检测装置的局部剖面示意图；图3为本专利技术具体实施例的一种冶金成分在线检测装置的结构示意图；图4为本专利技术具体实施例的一种冶金成分在线检测装置的结构示意图；附图标记说明：101-激光诱导光源；102-采集单元；103-气密阀门；104-光谱分析单元；105-真空熔炼炉；106-窗口；107-容置单元；108-移动单元；109-机柜。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。图1为本专利技术具体实施例的一种冶金成分在线检测装置的结构示意图，如图1所示，一种冶金成分在线检测装置，包括真空熔炼炉105、气密阀门103、激光诱导光源101、采集单元102和光谱分析单元104；所述真空熔炼炉105的炉体上开设有若干个窗口106，任一所述窗口106与所述气密阀门对应连接；所述激光诱导光源101、采集单元102和光谱分析单元104设置在所述真空熔炼炉外部；所述激光诱导光源101和采集单元102工作时，所述激光诱导光源101发出的激光通过所述气密阀门103和窗口106诱导所述熔融金属液体，所述采集单元102通过所述气密阀门103和窗口106采集所述等离子体光；所述光谱分析单元104与所述采集单元102连接，所述光谱分析单元104根据所述等离子体光分析所述熔融金属液体的成分。具体地，激光诱导击穿光谱技术(LaserInducedBreakdownSpectroscopy，LIBS)是基于激光和材料相互作用产生的发射光谱的一种元素成分分析技术。激光诱导击穿光谱技术通常由激光诱导光源101产生激光，在待测样品上烧蚀产生等离子体，通过光谱仪(或分光光度计等)进行等离子的光信号采集，然后选择待分析元素特定波长的光谱信号进行处理，得到样品成分的定性定量信息。该技术在测量过程中，对样品的破坏性小，样品消耗量极低，属于非破坏测量，并且无需对样品进行预处理即可实现对任何物理状态物质的元素分析，具有适用范围广、分析速度快、测量破坏性小、可远程非接触测量以及可实现实时检测等优点。本专利技术具体实施例将激光诱导击穿光谱技术应用于冶金成分的在线检测，包括真空熔炼炉105、气密阀门103、激光诱导光源101、采集单元102和光谱分析单元104。所述激光诱导光源101和采集单元102均为若干个，其数量与种类根据实际检测需要确定。真空熔炼炉105用于金属或合金的熔炼，所述真空熔炼炉105的炉体上开设有若干个窗口106，用于引入激光和/或采集等离子体光。所述气密阀门103的数量与所述窗口106的数量一致，每一所述窗口106上对应安装有一个气密阀门103。在需要对炉内熔融金属液体进行检测时，打开气密阀门103，所述激光诱导光源101发出的激光通过所述气密阀门103和窗口106进入所述真空熔炼炉105内，诱导炉内熔融金属液体产生等离子体光。所述等离子体光通过窗口106后经由气密阀门103射出，被与所述气密阀门103对接的采集单元102采集，并发送给光谱分析单元104。所述光谱分析单元104接收到采集单元102采集的等离子体光后，根据所述等离子体光对所述熔融金属液体的成分进行分析。在线检测结束后，所述气密阀门103关闭，将炉内环境与所述激光诱导光源101和采样单元102隔离开，避免炉内灰尘污染激光诱导光源101和采样单元102。本专利技术具体实施例中，所述气密阀门103为真空密封阀门，例如真空密封板阀、真空密封球阀。本专利技术具体实施例中，真空熔炼炉炉体窗口上设置了气密阀门，在满足激光诱导击穿光谱技术对冶金成分进行检测实现冶金成分的在线检测的同时，保证了炉内真空环境的稳定，大大节省了时间成本，避免了不必要的资源浪费，为冶金材料的精确配比提供了数据支持。基于上述具体实施例，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冶金成分在线检测装置，其特征在于，包括真空熔炼炉、气密阀门、激光诱导光源、采集单元和光谱分析单元；所述真空熔炼炉的炉体上开设有若干个窗口，任一所述窗口与所述气密阀门对应连接；所述激光诱导光源、采集单元和光谱分析单元设置在所述真空熔炼炉外部；所述激光诱导光源和采集单元工作时，所述激光诱导光源发出的激光通过所述气密阀门和窗口诱导所述熔融金属液体，所述采集单元通过所述气密阀门和窗口采集所述等离子体光；所述光谱分析单元与所述采集单元连接，所述光谱分析单元根据所述等离子体光分析所述熔融金属液体的成分。

【技术特征摘要】
1.一种冶金成分在线检测装置，其特征在于，包括真空熔炼炉、气密阀门、激光诱导光源、采集单元和光谱分析单元；所述真空熔炼炉的炉体上开设有若干个窗口，任一所述窗口与所述气密阀门对应连接；所述激光诱导光源、采集单元和光谱分析单元设置在所述真空熔炼炉外部；所述激光诱导光源和采集单元工作时，所述激光诱导光源发出的激光通过所述气密阀门和窗口诱导所述熔融金属液体，所述采集单元通过所述气密阀门和窗口采集所述等离子体光；所述光谱分析单元与所述采集单元连接，所述光谱分析单元根据所述等离子体光分析所述熔融金属液体的成分。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括若干个容置单元，任一所述容置单元上设置有所述激光诱导光源和/或采集单元；任一所述容置单元上还能够设置所述光谱分析单元。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括机柜，所述机柜内设置有所述光谱分析单元；所述机柜内还能够设置电源单元、冷却单元和同步信号单元中的至少一种。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述机柜内还设置有所述激光诱导光源和/或采集单元；对应地，还包括激光传导单...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵天卓，聂树真，樊仲维，连富强，刘洋，林蔚然，貊泽强，王璞，肖红，李欣，钟奇秀，
申请(专利权)人：中国科学院光电研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11