[发明专利]测量脉冲电流液面扰动凝固细晶工艺中熔体温度的装置

权利要求书

1.一种测量脉冲电流液面扰动凝固细晶工艺中熔体温度的装置，主要包括温度测试分析系统，所述温度测试分析系统由热电偶(1)、热电偶及电极固定件(3)和温度采集记录系统(11)构成，所述温度采集记录系统(11)的信号接收端连接所述热电偶(1)的信号输出端，以实时监控待测的金属熔体(5)内部检测点的温度，并输出温度测量信息，其特征在于：还包括熔铸系统和脉冲电流液面扰动施加系统，所述熔铸系统由中频交变电源(9)和弹簧形感应线圈(4)构成，盛有金属块的铸型(6)位于弹簧形感应线圈(4)内部，所述铸型(6)和弹簧形感应线圈(4)之间安有绝热材料外套(7)，所述弹簧形感应线圈(4)的上口设有热电偶及电极固定件(3)，在所述热电偶及电极固定件(3)上设有安装所述热电偶(1)及平行电极(2-1、2-2)的孔槽结构，便于热电偶(1)固定在其中，所述热电偶(1)至少包括一支，所述中频交变电源(9)通过开关系统控制所述弹簧形感应线圈(4)产生交变磁场，在装载于所述铸型(6)内的金属块中感生出涡流，使其发热熔化，所述脉冲电流液面扰动施加系统由脉冲电源(10)和平行电极(2-1、2-2)构成，所述平行电极(2-1、2-2)穿过置于弹簧形感应线圈(4)上的热电偶及电极固定件(3)并插入熔体中的固定位置，所述脉冲电源(10)通过开关器件控制所述平行电极(2-1、2-2)，对装载于所述铸型(6)内的金属熔体(5)施加脉冲电流液面扰动处理，通过所述温度采集记录系统(11)连续记录在脉冲电流液面扰动凝固细晶工艺中金属熔体(5)内部的温度信息，并绘制金属熔体(5)待测点的温度-时间曲线；当熔体达到预定温度时，将开关的闸刀压入右侧，通过脉冲电源经平行电极对熔体导入脉冲电流，从而对其施加脉冲电流液面扰动处理,通过所述置于弹簧形感应线圈(4)上的热电偶及电极固定件(3)，使所述热电偶(1)和平行电极(2-1、2-2)固定并插入熔体中，热电偶(1)测量金属熔体(5)轴线上待测点的温度，平行电极(2-1、2-2)起导入脉冲电流的作用，且热电偶(1)和平行电极(2-1、2-2)的位置、数量及插入深度分别可调。

2.根据权利要求1所述的测量脉冲电流液面扰动凝固细晶工艺中熔体温度的装置，其特征在于：所述熔铸系统的开关系统和所述脉冲电流液面扰动施加系统的开关器件集成，采用双刀双掷开关(8)，即所述熔铸系统的开关系统和所述脉冲电流液面扰动系统共用一个所述双刀双掷开关(8)，使所述弹簧形感应线圈(4)经由双刀双掷开关(8)左接线柱与中频交变电源(9)电连接，所述一根平行电极(2-1)经由双刀双掷开关(8)右接线柱与脉冲电源(10)电连接，所述另一根平行电极(2-2)直接与脉冲电源(10)电连接，通过双刀双掷开关(8)手柄的左右切换，分别实现熔化金属块和对金属熔体施加脉冲电流液面扰动工艺处理的作用。

3.根据权利要求1所述的测量脉冲电流液面扰动凝固细晶工艺中熔体温度的装置，其特征在于：所述脉冲电源(10)的工作参数为：脉冲电流为10—5000A，脉冲宽度为5μs—50ms，作用频率为0.01—2.5KHz；所述中频交变电源(9)的工作参数为：电流为0.1—100A，作用频率为500—1000Hz。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的测量脉冲电流液面扰动凝固细晶工艺中熔体温度的装置，其特征在于：所述绝热材料外套(7)的厚度为2—40mm。

5.根据权利要求1～3中任意一项所述的测量脉冲电流液面扰动凝固细晶工艺中熔体温度的装置，其特征在于：所述绝热材料外套(7)由漂珠混合水玻璃或石棉构成。

6.根据权利要求1～3中任意一项所述的测量脉冲电流液面扰动凝固细晶工艺中熔体温度的装置，其特征在于：所述铸型(6)采用石墨坩埚、陶瓷坩埚或砂型。

7.根据权利要求1～3中任意一项所述的测量脉冲电流液面扰动凝固细晶工艺中熔体温度的装置，其特征在于：所述平行电极(2-1、2-2)的材料采用纯铜或不锈钢。

8.根据权利要求1～3中任意一项所述的测量脉冲电流液面扰动凝固细晶工艺中熔体温度的装置，其特征在于：所述平行电极(2-1、2-2)插入熔体(5)的深度为10—600mm。