[发明专利]一种铸锭偏析控制的水力学模拟装置和方法

权利要求书

1.一种铸锭偏析控制的水力学模拟装置，其特征在于，所述的装置结构如下：

所述的装置包括信号放大器，光纤线， U形光纤探头，探头支架（4），铸锭模有机玻璃模型（5），浇注中间包（6），浇注中间包出水口（7），软管（8），流量计，水泵，浇包和浇注中间包塞棒（14）；

其中，第一个水泵（111）位于第一个浇包（101）内，第二个水泵（112）位于第二个浇包（102）内，第三个水泵（113）位于第三个浇包（103）内；所述的第一个水泵（111）通过管道和位于第一个浇包（101）外的第一个流量计（91）的一端相连，第二个水泵（112）通过管道和位于第二个浇包（102）外的第二个流量计（92）的一端相连，第三个水泵（113）通过管道和位于第三个浇包（103）外的第三个流量计（93）的一端相连；第一个流量计（91）、第二个流量计（92）和第三个流量计（93）的另一端汇合后，通过软管（8）和浇注中间包（6）相连；所述的浇注中间包塞棒（14）的一端塞入浇注中间包出水口（7），用以控制浇注中间包（6）内液体的流出；

第一个U形光纤探头（31）固定在浇注中间包出水口（7）的内壁上，通过第一根光纤线（21）和位于浇注中间包（6）外的第一个信号放大器（11）相连；所述的探头支架（4）垂直安装在铸锭模有机玻璃模型（5）的底面上；第二个U形光纤探头（32）和第三个U形光纤探头（33）安装在所述的探头支架（4）上，并在探头支架（4）上沿上下方向移动；所述的第二个U形光纤探头（32）通过第二根光纤线（22）和位于铸锭模有机玻璃模型（5）外的第二个信号放大器（12）相连；所述的第三个U形光纤探头（33）通过第三根光纤线（23）和位于铸锭模有机玻璃模型（5）外的第三个信号放大器（13）相连；

所述的信号放大器、光纤线、U形光纤探头的数量是一致的，其数量为2至多个；所述的流量计、水泵和浇包的数量是一致的，其数量为2至多个；

所述的探头支架（4）为1~10个；位于每个探头支架（4）上的U形光纤探头为1~10个。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的U形光纤探头有两种结构形式：

（1）反射式光纤探头安装方式：光纤信号发射器（41）和光纤信号接收器（42）安装在U形支架（43）的同侧；在U形支架（43）上光纤信号发射器（41）的对侧安装有反射面（44）；

（2）对射式光纤探头安装方式：光纤信号发射器（41）和光纤信号接收器（42）分别安装在U形支架（43）的两侧，且位于同一水平线上；

所述的U形支架（43）的两相对片距离是可变的，以调节激光反射或对射距离，从而实现溶液浓度测量范围可调；在反射式光纤头安装方式中，U形光纤探头的光纤信号发射器（41）和反射面（44）之间的距离，或在对射式光纤头安装方式中光纤信号发射器（41）和光纤信号接收器（42）之间的距离的确定原则是：在所测量溶液浓度变化范围内，使信号放大器的读数处于其量程的中间值附近，变化范围约为2mm~30mm。