一种无人值守式熔体热物性参数的测试系统装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种无人值守式熔体热物性参数的测试系统装置及测试方法，测试系统装置包括沿光束发射方向依次同轴设置的光源发射模块、熔体加热模块和智能拍照模块，光源发射模块发射的光束穿过熔体加热模块进入智能拍照模块；智能拍照模块包括通过数据传输接口连接的图像采集装置和图像处理终端，图像采集装置用于自动抓拍熔体加热模块内的待测样品熔化过程并将图像信息传输至图像处理终端，经处理软件测量自动得到熔体热物性参数。本发明专利技术主要利用处理软件对熔体的热物性参数进行自动抓取和智能检测，适合在空间环境中无人或人力极少条件下开展测试，并显著减轻实验人员的负担，促进材料测试技术向智能化和现代化发展。

【技术实现步骤摘要】
一种无人值守式熔体热物性参数的测试系统装置及测试方法
本专利技术属于热物性参数测试
，涉及一种熔体热物性参数的测试系统装置及测试方法，尤其涉及一种无人值守式熔体热物性参数的测试系统装置及测试方法。
技术介绍
表面张力是熔态金属重要的热物理参数之一，它对晶体的生长、相变，预测其夹杂倾向及判断合金孕育效果都有很大作用，是影响多相体系的相间传质和反应的关键因素之一。对于高温熔体，如液体金属、熔渣、熔盐和熔锍，它们的表面性质及相互之间的界面性质，对熔体之间发生的反应和分离起着主导作用，也是研究熔体界面反应动力学的基础。静滴法是静态法测量表面张力方法中最为常用的一种，它是根据在水平垫片上自然形成的液滴形状来计算表面张力。该法试样用量少、设备简单、操作方便和实验精度较高，而且可观察表面张力随时间的变化。计算表面张力的过程中需要用到熔体的密度等参数，这都能够通过智能化软件确定得出。智能化软件是基于Young-Laplace方程的，利用静滴法能够测量熔体的表面张力和密度，并且能够测量出熔体与不同基板间的润湿角。CN102866085A公开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人值守式熔体热物性参数的测试系统装置，其特征在于，所述的测试系统装置包括沿光束发射方向依次同轴设置的光源发射模块、熔体加热模块和智能拍照模块，光源发射模块发射的光束穿过熔体加热模块进入智能拍照模块；/n所述的智能拍照模块包括通过数据传输接口连接的图像采集装置和图像处理终端，所述的图像采集装置用于自动抓拍熔体加热模块内的待测样品熔化过程并将图像信息传输至图像处理终端，经处理软件测量自动得到熔体热物性参数，实现了无人值守的熔体热物性参数测试。/n

【技术特征摘要】
1.一种无人值守式熔体热物性参数的测试系统装置，其特征在于，所述的测试系统装置包括沿光束发射方向依次同轴设置的光源发射模块、熔体加热模块和智能拍照模块，光源发射模块发射的光束穿过熔体加热模块进入智能拍照模块；
所述的智能拍照模块包括通过数据传输接口连接的图像采集装置和图像处理终端，所述的图像采集装置用于自动抓拍熔体加热模块内的待测样品熔化过程并将图像信息传输至图像处理终端，经处理软件测量自动得到熔体热物性参数，实现了无人值守的熔体热物性参数测试。


2.根据权利要求1所述的测试系统装置，其特征在于，所述的光源发射模块包括沿光束发生方向同轴设置的激光发生器和扩束镜；
优选地，所述的扩束镜出光口的光斑直径为10～40cm，进一步优选地，所述的扩束镜出光口的光斑直径为30cm。


3.根据权利要求1或2所述的测试系统装置，其特征在于，所述的熔体加热模块为管式炉，所述的管式炉的加热温度能够达到1700℃；
优选地，所述熔体加热模块包括炉体以及沿炉体轴向贯穿的炉管，所述的炉管两端伸出炉膛；
优选地，所述的炉管两端分别伸出炉膛15～20cm；
优选地，所述的炉管两端伸出炉膛部分的外周面上套设有隔热棉；
优选地，所述的炉管两端均设置有法兰用于对炉管进行密封；
优选地，所述的法兰上分别设置有进水口和出水口，所述的进水口外接冷水源，冷水源经进水口向法兰注入冷却水，对法兰进行降温；
优选地，所述的炉管两端分别设置有进气口和出气口，所述的出气口外接抽真空模组，所述的抽真空模组用于对炉管内进行抽真空；
优选地，所述的抽真空模组包括沿抽气方向依次连接机械泵和分子泵；
优选地，所述的炉管内放入瓷舟，所述瓷舟用于承载待测样品；
优选地，待测样品置于基板上，基板连通待测样品一同放入瓷舟一端；
优选地，所述的待测样品为正方体或圆柱体；
优选地，所述的待测样品为正方体，所述的待测样品的边长为基板长度的1/4～1/2；
优选地，所述的待测样品为圆柱体，所述的待测样品的直径为基板长度的1/4～1/2；
优选地，所述的瓷舟位于炉管中部；
优选地，所述的炉管为氧化铝材质；
优选地，所述的瓷舟为氧化铝陶瓷材质。


4.根据权利要求1-3任一项所述的测试系统装置，其特征在于，所述的图像采集装置包括沿光束发射方向依次设置的镜头、增倍镜和相机，激光束经待测样品熔体反射后依次通过镜头、增倍镜照射在相机的感光元件上成像；
优选地，所述的相机为CCD相机，进一步优选地，所述的相机为黑白CCD相机；
优选地，所述的相机的分辨率不低于2016×2016；
优选地，所述的相机的焦距≥2m。


5.一种无人值守式熔体热物性参数的测试方法，其特征在于，采用权利要求1-4任一项所述的测试装置对待测样品的熔体热物性参数进行自动化智能检测；所述的测试方法包括：
待测样品在熔体加热模块中加热熔化，光源发射模块向熔化过程中的待测样品发射光束，光束经熔体反射后进入图像采集装置成像，图像信息传输至图像处理终端，图像处理终端内置的处理软件根据照片图像的边缘轮廓变化情况自动采集有效照片并测量待测样品的热物性参数。


6.根据权利要求5所述的测试方法，其特征在于，所述的测试方法包括如下步骤：
(Ⅰ)待测样品置于基板表面并放入瓷舟一端，通过瓷舟将待测样品...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建强，郭永昶，李粲，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11