專利名稱:金屬熔體熱分析用雙室雙熱電偶定量樣杯的制作方法
技術領域:
本實用新型屬于金屬熔體凝固組織及缺陷預測分析技術領域,特別是 涉及一種使用熱分析儀在線檢測金屬凝固的相變特征參數(shù)、預測凝固組織、 活性成分含量和產(chǎn)品缺陷概率時使用的消耗型傳感器。
背景技術:
目前市場上銷售的熱分析用樣杯(例如CE-CUP)都是采用單室、單 熱電偶的結構,并且上述樣杯均未設置保證室內(nèi)容積定量的上蓋。因此
1、 對同一種金屬熔體進行不同功能的熱分析測量時,需要分別將該金 屬熔體澆入不同測量功能的單室樣杯中,這樣各個單室樣杯就不能保證是 同一時刻澆入溫度相同的金屬熔體。
2、 對同一種金屬熔體進行不同功能的熱分析測量時,要求凝固熔體中 功能材料的含量一定。由于無上蓋的單室樣杯不能精確地定量澆入金屬熔 體的容積,所以也無法保證單室樣杯中上述功能材料在金屬熔體中的含量 一定。
3、 由于無上蓋的單室樣杯不能精確地定量澆入金屬熔體的容積,因此
就不能準確地測量出金屬熔體凝固過程產(chǎn)生的相變熱量,對特定相變生成
物的量化計算也就不能進行。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題,本實用新型的目的在于提供一種結構設計合理, 測量結果準確的金屬熔體熱分析用雙室雙熱電偶定量樣杯。
為了達到上述目的,本實用新型提供的金屬熔體熱分析用雙室雙熱電
偶定量樣杯包括下殼體、帶隔板的上蓋和兩個溫度傳感元件;
其中下殼體為上端開口的長方體形箱體,從而在內(nèi)部空間形成能夠填充金屬熔體的熱分析樣室,并且熱分析樣室一側的底面上凹陷形成有兩個
功能材料安裝槽;
帶隔板的上蓋覆蓋在下殼體的上端開口處,其一側中部形成有一個金 屬熔體澆注口,另一側中部形成有一個排氣孔,而底面中部則沿橫向向下 突出形成有一個隔板,從而將上述熱分析樣室分成兩個金屬熔體樣室,并 且隔板的下端與熱分析樣室的底面間有相應的距離,從而在金屬熔體樣室 之間形成一個窄縫狀虹吸槽,以保證虹吸效應的實現(xiàn);
兩個溫度傳感元件的下端分別垂直固定在上述兩個金屬熔體樣室的底 面中部。
所述的金屬熔體澆注口呈漏斗狀。
所述的溫度傳感元件為熱電偶,并且熱電偶上端的偶點位于金屬熔體 樣室高度的l/2處。
所述的排氣孔呈細柱狀。
本實用新型提供的金屬熔體熱分析用雙室雙熱電偶定量樣杯可通過調(diào) 整上蓋向下突出隔板的位置將下殼體分割成相同或不同容積的原本態(tài)測量 樣室和功能態(tài)測量樣室,利用上蓋將兩個樣室的體積固定,由功能材料安 裝槽將功能材料定量,下殼體和隔板之間形成的虹吸槽可以保證相同成分、 相同溫度的金屬熔體在同一時刻澆入兩個具有固定容積的金屬熔體樣室 內(nèi),這樣兩個溫度傳感器就能夠準確地測定出不同凝固過程的溫度一時間 曲線,從而準確計算出凝固過程中產(chǎn)生的相變熱量、功能材料對特定生成 相的具體含量的影響及由于凝固收縮造成的缺陷體積,因此測量結果準確。
圖1為本實用新型提供的金屬熔體熱分析用雙室雙熱電偶定量樣杯結 構主視圖。
圖2為圖1示出的金屬熔體熱分析用雙室雙熱電偶定量樣杯結構側視
4圖。
圖中
1.帶隔板的上蓋 2.排氣孔 3.下殼體
4.金屬熔體澆注口 5.溫度傳感元件 6.功能材料安裝槽
7.虹吸槽 8、 9.金屬熔體樣室10、隔板
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型提供的金屬熔體熱分析用雙 室雙熱電偶定量樣杯進行詳細說明。
如圖l一圖2所示,本實用新型提供的金屬熔體熱分析用雙室雙熱電偶 定量樣杯包括下殼體3、帶隔板的上蓋1和兩個溫度傳感元件5;
其中下殼體3為上端開口的長方體形箱體,從而在內(nèi)部空間形成能夠 填充金屬熔體的熱分析樣室,并且熱分析樣室一側的底面上凹陷形成有兩 個功能材料安裝槽6;
帶隔板的上蓋1覆蓋在下殼體3的上端開口處,其一側中部形成有一 個金屬熔體澆注口4,另一側中部形成有一個排氣孔2,而底面中部則沿橫 向向下突出形成有一個隔板10,從而將上述熱分析樣室分成兩個金屬熔體 樣室8、 9,并且隔板10的下端與熱分析樣室的底面間有相應的距離,從而 在金屬熔體樣室8、 9之間形成一個窄縫狀虹吸槽7,以保證虹吸效應的實 現(xiàn);
兩個溫度傳感元件5的下端分別垂直固定在上述兩個金屬熔體樣室8、 9的底面中部。
所述的金屬熔體澆注口 4呈漏斗狀。
所述的溫度傳感元件5為熱電偶,并且熱電偶上端的偶點位于金屬熔 體樣室8、 9高度的l/2處。
所述的排氣孔2呈細柱狀,當將上蓋1覆蓋在下殼體3上時,最好使排氣孔2位于功能材料安裝槽6的上方,這樣可使反應時生成的大量氣體 快速排出。
另外,可利用調(diào)整隔板10位置的方法將兩個金屬熔體樣室8、 9設置 成相同或不同容積,以實現(xiàn)對不同冷卻速度下特定生成相含量及凝固收縮 缺陷體積的測量。
此外,所述的帶隔板的上蓋1和下殼體3由耐高溫材料制成,并且表 面可以涂敷一種保護性的耐高溫涂料,以防損壞。
當需要利用本實用新型提供的金屬熔體熱分析用雙室雙熱電偶定量樣 杯進行某一種金屬材料不同功能的熱分析測量時,首先在該金屬熔體熱分 析用雙室雙熱電偶定量樣杯的兩個功能材料安裝槽6中放滿一種或兩種功 能材料(如氧化劑、還原劑、變質(zhì)劑等),然后將兩個溫度傳感元件5的 下端分別垂直固定在金屬熔體樣室8、 9的底部中心位置,并使其上的偶點 定位在金屬熔體樣室8、 9高度的1 / 2處,即使偶點正好位于兩個金屬熔 體樣室8、 9的體積中心點上。最后將帶隔板的上蓋1粘合于下殼體3的上 端開口處,同時使帶隔板的上蓋1上的排氣孔2位于下殼體3上功能材料 安裝槽6的上方,這樣可使反應時生成的大量氣體快速排出。此時,由隔 板10分成的兩個體積固定的金屬熔體樣室8、 9分別作為原態(tài)測量樣室和 功能態(tài)測量樣室,并且每個金屬熔體樣室8、 9內(nèi)分別安裝有一個溫度傳感 元件5,可利用調(diào)節(jié)虹吸槽7大小和排氣孔2孔徑的方式來控制含功能材料 的金屬熔體不回流到原態(tài)測量樣室中,以防污染原態(tài)金屬溶體的測量精度。 之后從帶隔板的上蓋1上的金屬熔體澆注口 4將原本態(tài)金屬熔體澆入位于 其下方的金屬熔體樣室8內(nèi)。由于兩個金屬熔體樣室8、 9底部之間連通有 虹吸槽7,因此澆入的金屬熔體將通過上述虹吸槽7流入另一個金屬熔體樣 室9內(nèi),以保證金屬熔體在兩個金屬熔體樣室8、 9中的液面上升高度一致。 另外,當原本態(tài)金屬熔體淹沒功能材料安裝槽6后,位于功能材料安裝槽6
6內(nèi)部的功能材料將產(chǎn)生溶解并與原本態(tài)金屬熔體進行反應。待兩個金屬熔 體樣室中金屬熔體的液面同時上升到帶隔板的上蓋1的底面后,進入排氣
孔2中的金屬熔體將迅速凝固而將該封閉,排氣孔2封閉后虹吸槽7處的 金屬熔體也將停止流動且迅速凝固,從而將含功能材料的金屬熔體封閉在 金屬熔體樣室9內(nèi),這時金屬熔體樣室9中含功能材料的金屬熔體就無法 回流到金屬熔體樣室8中,因此也就不會污染原態(tài)金屬溶體的測量精度。 這時,帶隔板的上蓋1將兩個金屬熔體樣室8、 9中的金屬熔體體積限定在 一個固定的范圍內(nèi),此后就可采用與己有技術相同的方式對兩個金屬熔體 樣室8、 9內(nèi)同一種金屬材料經(jīng)不同功能處理的結果進行測量。即使用熱分 析儀采集兩個獨立溫度傳感元件5度捕獲到的金屬熔體樣室8、 9內(nèi)金屬熔 體凝固過程的溫度-時間曲線及金屬熔體的比熱、結晶、相變等熱量數(shù)據(jù)和 樣杯在不同溫度下的散熱速率準確地計算出特定相變生成物的具體質(zhì)量, 并且可以量化地報告出各種凝固組織的具體含量及縮孔、縮松等缺陷的體 積。
權利要求1、一種的金屬熔體熱分析用雙室雙熱電偶定量樣杯,其特征在于所述的金屬熔體熱分析用雙室雙熱電偶定量樣杯包括下殼體(3)、帶隔板的上蓋(1)和兩個溫度傳感元件(5);其中下殼體(3)為上端開口的長方體形箱體,從而在內(nèi)部空間形成能夠填充金屬熔體的熱分析樣室,并且熱分析樣室一側的底面上凹陷形成有兩個功能材料安裝槽(6);帶隔板的上蓋(1)覆蓋在下殼體(3)的上端開口處,其一側中部形成有一個金屬熔體澆注口(4),另一側中部形成有一個排氣孔(2),而底面中部則沿橫向向下突出形成有一個隔板(10),從而將上述熱分析樣室分成兩個金屬熔體樣室(8、9),并且隔板(10)的下端與熱分析樣室的底面間有相應的距離,從而在金屬熔體樣室(8、9)之間形成一個窄縫狀虹吸槽(7),以保證虹吸效應的實現(xiàn);兩個溫度傳感元件(5)的下端分別垂直固定在上述兩個金屬熔體樣室(8、9)的底面中部。
2、 根據(jù)權利要求1所述的金屬熔體熱分析用雙室雙熱電偶定量樣杯, 其特征在于所述的金屬熔體澆注口 (4)呈漏斗狀。
3、 根據(jù)權利要求1所述的金屬熔體熱分析用雙室雙熱電偶定量樣杯, 其特征在于所述的溫度傳感元件(5)為熱電偶,并且熱電偶上端的偶點 位于金屬熔體樣室(8、 9)高度的l/2處。
4、 根據(jù)權利要求1所述的金屬熔體熱分析用雙室雙熱電偶定量樣杯, 其特征在于所述的排氣孔(2)呈細柱狀。
專利摘要一種金屬熔體熱分析用雙室雙熱電偶定量樣杯。其包括下殼體、帶隔板的上蓋和兩個溫度傳感元件。本實用新型提供的金屬熔體熱分析用雙室雙熱電偶定量樣杯可通過調(diào)整上蓋向下突出隔板的位置將下殼體分割成相同或不同容積的原本態(tài)測量樣室和功能態(tài)測量樣室,利用上蓋將兩個樣室的體積固定,由功能材料安裝槽將功能材料定量,下殼體和隔板之間形成的虹吸槽可以保證相同成分、相同溫度的金屬熔體在同一時刻澆入兩個具有固定容積的金屬熔體樣室內(nèi),這樣兩個溫度傳感器就能夠準確地測定出不同凝固過程的溫度-時間曲線,從而準確計算出凝固過程中產(chǎn)生的相變熱量、功能材料對特定生成相的具體含量的影響及由于凝固收縮造成的缺陷體積,因此測量結果準確。
文檔編號G01K7/04GK201417257SQ20092009679
公開日2010年3月3日 申請日期2009年5月18日 優(yōu)先權日2009年5月18日
發(fā)明者馬建華 申請人:天津普瑞賽斯軟件開發(fā)有限公司