CN106248526A - 一种冶金材料高温粘度的测定装置及方法 - Google Patents

一种冶金材料高温粘度的测定装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种冶金材料高温粘度的测定装置及方法，该装置包括箱体、支架、试样罐、温控装置，支架设于箱体内部，通过转轴与箱体侧壁相连，支架上均匀间隔开有数个安装孔，试样罐底部设有滴管，滴管穿过安装孔与支架相连，箱体底面上设有集液槽，一侧壁下部设有进气管，另一侧壁上部设有排气管，温控装置包括加热装置、温度测量装置和温度控制装置，加热装置和温度测量装置均设于箱体内壁上并与设于箱体外部的温度控制装置相连。本发明结构简单、操作简便、测定效率高。

Description

一种冶金材料高温粘度的测定装置及方法
技术领域
本发明属于冶金材料粘度测定的技术领域，尤其涉及一种冶金材料高温粘度的测定装置及方法。
背景技术
测定冶金材料在高温时粘度非常重要，高温粘度直接体现了材料在高温时候的流动性及热力学特征等。目前，测定冶金材料高温粘度的设备大多测定温度范围小，结构复杂，很多都是从国外进口的，成本高。而应用液体在高温炉中自由滴落来测定液体粘度的设备很少，且试样的加热和粘度的测定是分开进行的，结构复杂，操作繁琐。另外，现有设备测定时每次只能测定一个试样，效率低，不能将几组不同试样一起测定并比较。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种冶金材料高温粘度的测定装置及方法，能同时测定几组试样，成本低，试验方法简单直观。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种冶金材料高温粘度的测定装置，其特征在于，包括箱体、支架、试样罐、温控装置，所述支架设于所述箱体内部，通过转轴与箱体侧壁相连，支架上均匀间隔开有数个安装孔，所述试样罐底部设有滴管，所述滴管穿过所述安装孔与支架相连，箱体底面上设有集液槽，一侧壁下部设有进气管，另一侧壁上部设有排气管，所述温控装置包括加热装置、温度测量装置和温度控制装置，所述加热装置和温度测量装置均设于箱体内壁上，温度控制装置设于箱体外部并与加热装置及温度测量装置相连。
按上述方案，所述试样罐上部分别设有加料口和水平的体积标定管。
按上述方案，所述试样罐可为球形或锥形。
按上述方案，所述试样罐水平放置时，所述体积标定管的最低点所在的水平面与试样罐下部形成的空间容积为试样罐容积的1/6～1/2。
按上述方案，所述加热装置加热装置为加热器，温度测量装置为温度传感器，温度控制装置为PLC控制柜，所述PLC控制柜控制加热器的开关，温度传感器的输出端与PLC控制柜相连。
按上述方案，所述箱体外还设有摄像监控装置，用以观测箱体内试样滴落情况，记录滴落时长。
按上述方案，所述进气管和排气管内均设有单向阀。
按上述方案，所述转轴两端伸出所述箱体两侧壁，转轴一端连接手柄。
一种冶金材料高温粘度的测定方法，其特征在于，包括如下步骤:
A)添加试样，取适量质量的试样放入试样罐中，试样罐保持水平状态，打开箱体，将试样罐水平固定于支架上，关闭箱体，通过进气管向箱体内输送保护气体；
B)测定粘度，PLC控制柜开启加热器进行加热，温度传感器实时向PLC控制柜输送箱体内的温度信息，当达到测定温度时，PLC控制柜关闭加热器停止加热，保温设定时长，试样融化呈液态，从体积标定管流出，直至液面与体积标定管的管口平齐不再流出，继续保温设定时长，转动手柄，转轴带动支架旋转90°，试样罐呈滴管朝下的垂直状态，通过摄像监控装置记录试样完全滴落的时长，得出试样在测定温度下的粘度。
本发明的有益效果是：提供一种冶金材料高温粘度的测定装置及方法，一次试验可以同时测定两个以上不同试样，并可以通过摄像监控装置实时观测，有利于快速直观地记录冶金材料的粘度大小，重复性好，成本低，操作简便。
附图说明
图1为本发明一个实施例的试样罐水平加料的示意图。
图2为本发明一个实施例的试样罐垂直测定的示意图。
其中：1-转轴，2-箱体，3-加热器，4-温度传感器，5-试样罐，6-加料口，7-进气管，8-排气管，9-支架，10-滴管，11-集液槽，12-体积标定管。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
如图1-2所示，一种冶金材料高温粘度的测定装置，包括箱体2、支架9、试样罐5、温控装置，支架设于箱体内部，通过转轴1与箱体侧壁相连，支架上均匀间隔开有数个安装孔，试样罐底部设有滴管10，滴管穿过安装孔与支架相连，箱体底面上设有集液槽11，一侧壁下部设有进气管7，另一侧壁上部设有排气管8，温控装置包括加热装置、温度测量装置和温度控制装置，加热装置和温度测量装置均设于箱体内壁上，温度控制装置设于箱体外部并与加热装置及温度测量装置相连。
试样罐上部设有加料口6和水平的体积标定管12，试样罐可为球形或锥形。试样罐水平放置时，体积标定管的最低点所在的水平面与试样罐下部形成的空间容积为试样罐容积的1/6～1/2。
加热装置为加热器3，温度测量装置为温度传感器4，温度控制装置为PLC控制柜，PLC控制柜控制加热器的开关，温度传感器的输出端与PLC控制柜相连。
箱体外还设有摄像监控装置，通过箱体上设有的观测窗口观测试样滴落情况，实时传输图像，记录试样滴落时长，得出试样的粘度。
进气管和排气管内均设有单向阀，进气管在测定时向箱体内输送保护气体，测定结束，保护气体通过排气管排出。
转轴两端伸出所述箱体两侧壁，转轴一端连接手柄，方便操作人员转动转轴，调节试样罐的位置状态。
本装置的测定原理是：一定体积的液体通过滴管的时间即为粘度(s)，测定步骤如下：
A)添加试样，取适量质量的试样放入试样罐中，试样罐保持水平状态，打开箱体，将试样罐水平固定于支架上，可以同时测定两个以上不同试样，关闭箱体，通过进气管向箱体内输送保护气体；
B)测定粘度，PLC控制柜开启加热器进行加热，温度传感器实时向PLC控制柜输送箱体内的温度信息，当达到测定温度时，PLC控制柜关闭加热器停止加热，保温设定时长，试样融化呈液态，从体积标定管流出，直至液面与体积标定管的管口平齐不再流出，保证了测定时试样体积的一致性，继续保温设定时长，转动手柄，转轴带动支架旋转90°，试样罐呈滴管朝下的垂直状态，通过摄像监控装置记录试样完全滴落的时长，得出试样在测定温度下的粘度。
实施例1：称取一定质量的两种玻璃试样(保证到达测定温度时试样液化后的液体体积高于体积标定管处)，从加料口放进球形试样罐中，保证滴管处于水平位置，将试样罐水平地固定在支架上，关上箱体，根据需要通入保护性气体，按照一定的加热制度加热试样，到测定温度1100℃时，保温，观察到有液体从体积标定管流出，当从体积标定管内液体流出结束后，继续保温30min后，转动转轴，使试样罐滴管处于垂直位置，记录试样从滴管流出的时间，试样一流出时间为79秒，试样二流出时间为67秒，即为两种试样在该温度下的粘度。
实施例2：称取一定质量的三种耐火材料试样(保证到达测定温度时试样液化后的液体体积高于体积标定管处)，从加料口放进圆锥形试样罐中，保证滴管处于水平位置，将试样罐水平地固定在支架上，关上箱体，根据需要通入保护性气体，按照一定的加热制度加热试样，到测定温度1780℃时，保温。观察到有液体从体积标定管流出，当从体积标定管内液体流出结束后，继续保温30min后，转动转轴，使试样罐滴管处于垂直位置，记录试样从滴管流出的时间，试样一流出时间为63秒，试样二流出时间为29秒，试样三流出时间为86秒，即为各试样在该温度下的粘度。

Claims (9)

1.一种冶金材料高温粘度的测定装置，其特征在于，包括箱体、支架、试样罐、温控装置，所述支架设于所述箱体内部，通过转轴与箱体侧壁相连，支架上均匀间隔开有数个安装孔，所述试样罐底部设有滴管，所述滴管穿过所述安装孔与支架相连，箱体底面上设有集液槽，一侧壁下部设有进气管，另一侧壁上部设有排气管，所述温控装置包括加热装置、温度测量装置和温度控制装置，所述加热装置和温度测量装置均设于箱体内壁上，温度控制装置设于箱体外部并与加热装置及温度测量装置相连。
2.根据权利要求1所述的一种冶金材料高温粘度的测定装置，其特征在于，所述试样罐上部分别设有加料口和水平的体积标定管。
3.根据权利要求2所述的一种冶金材料高温粘度的测定装置，其特征在于，所述试样罐可为球形或锥形。
4.根据权利要求2所述的一种冶金材料高温粘度的测定装置，其特征在于，所述试样罐水平放置时，所述体积标定管的最低点所在的水平面与试样罐下部形成的空间容积为试样罐容积的1/6～1/2。
5.根据权利要求1所述的一种冶金材料高温粘度的测定装置，其特征在于，所述加热装置加热装置为加热器，温度测量装置为温度传感器，温度控制装置为PLC控制柜，所述PLC控制柜控制加热器的开关，温度传感器的输出端与PLC控制柜相连。
6.根据权利要求1所述的一种冶金材料高温粘度的测定装置，其特征在于，所述箱体外还设有摄像监控装置，用以观测箱体内试样滴落情况，记录滴落时长。
7.根据权利要求1所述的一种冶金材料高温粘度的测定装置，其特征在于，所述进气管和排气管内均设有单向阀。
8.根据权利要求1所述的一种冶金材料高温粘度的测定装置，其特征在于，所述转轴两端伸出所述箱体两侧壁，转轴一端连接手柄。
9.一种冶金材料高温粘度的测定方法，其特征在于，包括如下步骤:
A)添加试样，取适量质量的试样放入试样罐中，试样罐保持水平状态，打开箱体，将试样罐水平固定于支架上，关闭箱体，通过进气管向箱体内输送保护气体；
B)测定粘度，PLC控制柜开启加热器进行加热，温度传感器实时向PLC控制柜输送箱体内的温度信息，当达到测定温度时，PLC控制柜关闭加热器停止加热，保温设定时长，试样融化呈液态，从体积标定管流出，直至液面与体积标定管的管口平齐不再流出，继续保温设定时长，转动手柄，转轴带动支架旋转90°，试样罐呈滴管朝下的垂直状态，通过摄像监控装置记录试样完全滴落的时长，得出试样在测定温度下的粘度。
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