CN110542311A - 可观测高温实验电炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可观测高温实验电炉，包括炉体，所述炉体内具有炉膛，炉体上设有观察孔，观察孔的外端处设有观测镜，观测镜为镀膜玻璃，炉体上还设有与观察孔相对的背景孔，背景孔的内端与炉膛连通，背景孔的外端远离炉膛。背景孔内的温度逐渐降低，背景孔内的亮度较低，物体后面的背景孔提供了暗色的背景，使物体的轮廓被衬托出来，从观测镜内观察炉膛内物体时，能够清晰地分辨出物体。
Description
技术领域
本发明涉及可观测高温实验电炉，特别涉及能够观察炉内高温物体状态的高温炉。
背景技术
在用实验电炉加热陶瓷物体研究其状态变化的试验中，常需透过实验电炉上的观察孔观察实验电炉内陶瓷物体的状态变化。传统实验电炉的观察孔仅适合于在较低的炉膛温度下进行观察，当炉膛内的温度高于1500℃时，透过传统实验电炉的观察孔便无法分清炉膛内物体。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种可观测高温实验电炉，尤其适用于观察加热温度高于1500℃的物体。
可观测高温实验电炉，包括炉体，炉体内具有炉膛，炉体上设有观察孔，观察孔的外端处设有观测镜，观测镜为镀膜玻璃，炉体上还设有与观察孔相对的背景孔，背景孔的内端与炉膛连通，背景孔的外端远离炉膛。
本实施方式的有益效果是：自背景孔的内端到外端，背景孔内的温度逐渐降低，背景孔内的亮度较低，物体后面的背景孔提供了暗色的背景，使物体的轮廓被衬托出来，从观测镜内观察炉膛内物体时，能够清晰地分辨出物体。
在某些实施方式中，观测镜为表面镀黄金或铂金的石英玻璃。石英玻璃耐热性好，镀层的材质选为黄金或铂金，具有最佳的观察效果。
在某些实施方式中，观测镜为双面镀有黄金的石英玻璃。
在某些实施方式中，观测镜上设有过观测镜中心的横向刻度线和纵向刻度线。利用横向刻度线和纵向刻度线可以测量加热过程中物体长度和高度的变化。
在某些实施方式中，背景孔穿过炉体，背景孔的外端也设有观测镜。本实施例的可观测高温实验电炉不仅可以从观察孔观察炉膛内物体，还可以透过背景孔观察炉膛内物体。
在某些实施方式中，背景孔为盲孔。
在某些实施方式中，观察孔与背景孔直线对齐。
在某些实施方式中，还包括第一直管，第一直管的内腔形成观察孔，第一直管的一端伸入炉膛，第一直管的另一端伸到炉体外。
在某些实施方式中，炉体还包括第二直管，第二直管的内腔形成背景孔，第二直管的一端伸入炉膛，第二直管的另一端伸到炉体外。
在某些实施方式中，炉体设有炉门，观察孔设置在炉门上。
附图说明
图1为本发明一实施例的可观测高温实验电炉结构示意图；
图2为从本发明一实施例的观察孔观察炉膛内物体时的效果示意图；
图3a为本发明一实施例在1700℃下观察炉膛内物体的照片；
图3b为本发明一实施例在1430℃下观察炉膛内物体的照片；
图4a为对比实施例1在1700℃下观察炉膛内物体的照片；
图4b为对比实施例1在1430℃下观察炉膛内物体的照片；
图5a为对比实施例2在1700℃下观察炉膛内物体的照片；
图5b为对比实施例2在1430℃下观察炉膛内物体的照片；
图6a为对比实施例3在1700℃下观察炉膛内物体的照片；
图6b为对比实施例3在1430℃下观察炉膛内物体的照片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
请参考图1，可观测高温实验电炉包括炉体10，炉体10内具有炉膛11，炉体10内设有加热装置，例如电阻丝或电阻带等，加热装置用于加热使炉膛11温度升高。炉体10的内壁设有绝热材料18，以尽可能地将热量保留在炉膛11中。自炉膛11到炉体10外，温度逐渐降低，即远离炉膛11的温度相对低于靠近炉膛11位置的温度。炉膛11内设有用于承载物体20的载物台19。
请参考图1，炉体10上设有观察孔12。观察孔12穿过炉体10，其具有与炉膛11连通的内端和延伸到炉体10外的外端。具体而言，观察孔12为直孔，观察孔12的内端即图1所示的第一端121，观察孔12的外端即图1所示的第二端122，炉膛11内的光线透过观察孔12传播至炉体10外。
观察孔12的外端处设有观测镜13，观测镜13为镀膜玻璃。镀膜玻璃又称反射玻璃，至少在面向炉膛11的面设有镀膜层，一方面玻璃上的镀膜可以反射部分光线，降低光线的透过率，另一方面可以反射来自炉膛11的热辐射，使观测镜13不至于温度太高，延长观测镜13的使用寿命。
炉体10上还设有与观察孔12相对的背景孔14，背景孔14的内端与炉膛11连通，背景孔14的外端远离炉膛11。具体而言，背景孔14的内端即图1所示的第三端141，背景孔14的外端即图1所示的第四端142。背景孔14为直孔，背景孔14的第三端141与观察孔12的第一端121相对，背景孔14沿着观察孔12的孔长方向延伸。优选地，背景孔14与观察孔12对齐且直线排列。
观察孔12与背景孔14的截面形状可以为圆形。在某些实施方式中，当然也可以方形、正六边形等，并不以此为限。
观察孔12和背景孔14呈水平设置，载物台19在观察孔12和背景孔14之间，观察孔12、载物台19及背景孔14呈直线或大致呈直线布置。请参考图2，在使用本实施方式的可观测高温实验电炉前，将物体20放置在载物台19上，观察孔12、物体20和背景孔14呈直线排列，要求物体20的尺寸小于背景孔14截面尺寸，物体20在背景孔14的第三端141上的正投影要落在第三端141的截面范围内。普通的实验电炉的炉膛和物体被加热到1500℃以上时，炉膛内以及物体的亮度很大，肉眼无法直接分辨出物体的轮廓。而本实施方式的可观测高温实验电炉，自第三端141到第四端142，背景孔14内的温度逐渐降低，与炉膛11内具有较大的温度差，使背景孔14内的亮度明显低于炉膛11内，物体20后面的背景孔14提供了暗色的背景，使物体20的轮廓被衬托出来，本发明利用了背景孔14提供暗色背景和观测镜13的镀膜玻璃降低光线透过率，使透过该观测镜13观察炉膛11内的物体20时能够清晰地观察到物体20的轮廓。
在某些实施方式中，观测镜13为表面镀黄金或铂金的石英玻璃。石英玻璃的耐热性好，使用寿命长。石英玻璃表面镀膜材质选为黄金或铂金，能取得最佳的观察效果。另外，黄金和铂金耐腐蚀性好，不会生锈。
在某些实施方式中，观测镜13上设有过观测镜13中心的横向刻度线和纵向刻度线。利用横向刻度线和纵向刻度线可以测量加热过程中物体20长度和高度的变化。
在某些实施方式中，背景孔14穿过炉体10，背景孔14的外端也设有观测镜13。本实施例的可观测高温实验电炉不仅可以从观察孔12观察炉膛11内物体20，还可以透过背景孔14观察炉膛11内物体20。在其他的一些实施例中，背景孔14还可以为盲孔，在背景孔14设为盲孔时，背景孔14越深，越有利于观察。
在某些实施方式中，可观测高温实验电炉还包括第一直管15，第一直管15的内腔形成观察孔12，第一直管15的一端伸入炉膛11，第一直管15的另一端伸到炉体10外。
在某些实施方式中，可观测高温实验电炉还包括第二直管16，第二直管16的内腔形成背景孔14，第二直管16的一端伸入炉膛11，第二直管16的另一端伸到炉体10外。
其中，第一直管15和第二直管16为耐高温材料制成，例如陶瓷管，以耐受炉膛11的高温辐射。第一直管15和第二直管6的内腔表面优选为粗糙表面，粗糙的内表面可降低光线的反射率，提高观察效果。
在某些实施方式中，炉体10设有炉门17，观察孔12设置在炉门17上。
实验效果对比
为了说明本发明所提供的可观测高温实验电炉的有益效果，提供了本发明的其中一个实施例1和对比实施例1-3的炉膛内物体的效果照片。
本发明的实施例1
本实施例的可观测高温实验电炉具有观察孔12和背景孔14，观察孔12处设有观测镜13，观测镜13为双面镀黄金的石英玻璃。从观察孔12处拍摄炉膛11温度为1700℃及1430℃时炉内物体20的照片，分别得到图3a和图3b。
对比实施例1
对比实施例1的实验电炉具有观察孔和背景孔，其中观察孔处的观测镜为没有镀膜的普通石英玻璃。从观察孔处拍摄炉膛温度为1700℃及1430℃时炉内物体的照片，分别得到图4a和图4b。
对比实施例2
对比实施例2的实验电炉具有观察孔，但没有背景孔，观察孔处设有观测镜，观测镜为双面镀黄金的石英玻璃。从观察孔处拍摄炉膛温度为1700℃及1430℃时炉内物体的照片，分别得到图5a和图5b。
对比实施例3
对比实施例3的实验电炉具有观察孔，但没有背景孔，观察孔处设有两个观测镜，观测镜为双面镀黄金的石英玻璃。从观察孔处拍摄炉膛温度为1700℃及1430℃时炉内物体的照片，分别得到图6a和图6b。
结论
本发明的实施例1在两种温度下都能清晰地看出方向物体的轮廓。对比实施例1采用未镀膜的普通石英玻璃，在1430℃下能看到照片中的方形物体轮廓，但在1700℃的高温下完全看不清方形物体的轮廓。对比实施例2在1430℃下能够模糊地看出方形物体的轮廓，但在1700℃的高温下看不见方形物体。对比实施例3在1430℃下能够模糊地看出方形物体轮廓，但在1700℃的高温下看不见方形物体轮廓。因此可以得出结论，本发明的背景孔14与观测镜13相互配合，使能够清晰地观察到可观测高温实验电炉内物体的轮廓，尤其是在高温下物体轮廓。
需要说明的是，本发明的实施例1仅仅是众多实施例中的一个，对于本发明的其他实施方式也能取得本发明的技术效果，此处不再一一列举。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.可观测高温实验电炉，包括炉体，所述炉体内具有炉膛，其特征在于，所述炉体上设有观察孔，所述观察孔的外端处设有观测镜，所述观测镜为镀膜玻璃，所述炉体上还设有与所述观察孔相对的背景孔，所述背景孔的内端与所述炉膛连通，所述背景孔的外端远离所述炉膛。
2.根据权利要求2所述的可观测高温实验电炉，其特征在于，所述观测镜为镀有黄金或铂金的石英玻璃。
3.根据权利要求1或2所述的可观测高温实验电炉，其特征在于，所述观测镜为双面镀有黄金的石英玻璃。
4.根据权利要求1或2所述的可观测高温实验电炉，其特征在于，所述观测镜上设有过所述观测镜中心的横向刻度线和纵向刻度线。
5.根据权利要求1或2所述的可观测高温实验电炉，其特征在于，所述背景孔穿过所述炉体，所述背景孔的外端也设有所述观测镜。
6.根据权利要求1或2所述的可观测高温实验电炉，其特征在于，所述背景孔为盲孔。
7.根据权利要求1或2所述的可观测高温实验电炉，其特征在于，所述观察孔与所述背景孔直线对齐。
8.根据权利要求1或2所述的可观测高温实验电炉，其特征在于，还包括第一直管，所述第一直管的内腔形成所述观察孔，所述第一直管的一端伸入所述炉膛，所述第一直管的另一端伸到所述炉体外。
9.根据权利要求1或2所述的可观测高温实验电炉，其特征在于，所述炉体还包括第二直管，所述第二直管的内腔形成所述背景孔，所述第二直管的一端伸入所述炉膛，所述第二直管的另一端伸到所述炉体外。
10.根据权利要求1或2所述的可观测高温实验电炉，其特征在于，所述炉体设有炉门，所述观察孔设置在所述炉门上。
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