[发明专利]全自动连续性非接触测量铝电解质初晶温度的系统及方法

权利要求书

1.一种全自动连续性非接触式测量铝电解质初晶温度的系统，其特征在于，所述系统包括若干个测量单元，任一测量单元包括内有空腔（10）的加热炉（5），加热炉（5）顶端轴心处设置与空腔（10）相通的小孔（11），加热炉（5）下方设置可放入空腔（10）的托架（7），所述托架（7）底部设置密封圈（12），用于托架（7）放入空腔（10）时封闭空腔（10），所述托架（7）设置在高度调节器（8）上，所述高度调节器（8）由相连的第一传动结构（2）和第二传动结构（4）协同驱动进行高度调节和旋转；

所述任一测量单元还包括第三传动结构（6），所述第三传动结构（6）驱动上料摆臂（9），将放置在上料摆臂（9）运动端的坩埚（3）放置在托架（7）上，从而使坩埚进入空腔（10）进行加热；

所述系统还包括至少一个非接触式温度传感器（1），所述非接触式温度传感器（1）设置在小孔（11）上方，用于测量坩埚（3）中铝电解质样品的温度；

所述系统还包括控温子系统（14）、运动控制子系统和数据采集处理子系统，所述控温子系统控制空腔（10）内的温度，所述运动控制子系统用于控制传动结构的传动和非接触式温度传感器（1）的移动，所述数据采集子系统用于电解质温度数据采集和处理。

2.根据权利要求1所述的全自动连续性非接触式测量铝电解质初晶温度的系统，其特征在于，所述测量单元的个数为六个，所述非接触式温度传感器（1）的个数为两个。

3.根据权利要求1所述的全自动连续性非接触式测量铝电解质初晶温度的系统，其特征在于，所述非接触式温度传感器（1）为红外温度仪。

4.根据权利要求1所述的全自动连续性非接触式测量铝电解质初晶温度的系统，其特征在于，所述空腔（10）内设置有保温内胆（13）。

5.根据权利要求1所述的全自动连续性非接触式测量铝电解质初晶温度的系统，其特征在于，所述加热炉（5）、非接触式温度传感器（1）和托架（7）同轴设置。

6.根据权利要求1所述的全自动连续性非接触式测量铝电解质初晶温度的系统，其特征在于，所述第一传动结构（2）、第二传动结构（4）和第三传动结构（6）中的任一个传动结构为气动系统驱动的直线运动和旋转运动机构，或电机驱动的滚珠丝杠直线运动和旋转运动机构。

7.根据权利要求1所述的全自动连续性非接触式测量铝电解质初晶温度的系统，其特征在于，所述坩埚（3）为不锈钢坩埚或石墨坩埚。

8.一种全自动连续性非接触式测量铝电解质初晶温度的方法，所述方法包括以下步骤：

1）系统开始工作时，一个测量单元工作时，铝电解质样品置于坩埚（3）中，坩埚（3）置于上料摆臂（9）工位上，通过运动控制子系统，按下“启动”按钮后，上料摆臂（9）通过第三传动结构（6）由“等待上料位”旋转或移动到“上料位”，托架（7）由第二传动结构（4）上升至“取料位”后托住坩埚（3），上料摆臂（9）回到“等待上料位”，接下来第一传动结构（2）将托架（7）与坩埚（3）一同传送至加热炉（5）的空腔（10）内的“测量位”，“测量位”可通过高度调节器（8）调节托架（7）从而进行微调，托架（7）底部的密封圈（12）将空腔（10）封住形成封闭；

2）坩埚（3）进入加热炉（5）后，加热炉（5）由控温子系统（14）控制开始升温，将铝电解质样品加热至电解质熔融温度，恒温，然后以5-10℃/min的匀速降温到待机温度，在电解质达到熔融温度及降温到待机温度过程中，非接触式温度传感器（1）监测电解质温度的变化，并通过数据采集处理子系统建立温度-时间关系曲线，数据采集处理子系统自动识别和判定曲线拐点，曲线拐点处温度即为铝电解质初晶温度；

3）一次测量完成后，托架（7）将坩埚（3）传送至卸料位，上料摆臂（9）实现坩埚（3）的自动卸料，炉温维持待机温度，准备下次进行测量；

4）多个测量单元工作时，通过运动控制子系统的逻辑控制指令，当一个测量单元完成初晶温度测量时，另一个测量单元内坩埚（3）电解质正好熔融完成，非接触式温度传感器（1）自动传送至该另一个测量单元开始测量，其他的测量单元依次类推，从而实现测量工作的连续不间断进行下去。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤2）中的升温过程采用PID控制加热温度的方法实现。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述电解质选用CR=2.72的铝电解质，所述铝电解质熔融温度为980℃，所述待机温度为880℃，所述初晶温度为954.7℃。