CN111443077A - 一种铝合金熔炼过程成分分析装置 - Google Patents
一种铝合金熔炼过程成分分析装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111443077A CN111443077A CN202010292503.6A CN202010292503A CN111443077A CN 111443077 A CN111443077 A CN 111443077A CN 202010292503 A CN202010292503 A CN 202010292503A CN 111443077 A CN111443077 A CN 111443077A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tube
- aluminum alloy
- outer tube
- inner tube
- powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/66—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence
- G01N21/67—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence using electric arcs or discharges
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
本发明提供了一种铝合金熔炼过程成分分析装置，包括主机，所述主机两端分别安装有显示器和散热风机，所述主机上安装有密封罩，所述密封罩中部缺口处设置有活动盖板，所述主机内设置有氩气罐、料斗、粉体输送泵和等离子体炬管，所述等离子体炬管包括依次套设的外管、中管和内管，所述外管和中管底部固定有密封盖，所述内管穿过密封盖设在中管内，所述氩气罐分别与外管、中管和内管连通，所述粉体输送泵与内管连通，所述外管顶部一体成型有集光部，所述外管外侧套设有感应电圈，所述感应电圈连接有高频发生器，所述主机内还安装有光谱仪和聚焦透镜，该分析装置能够准确的分析铝合金元素成分，适合大批量检测使用，使用方便可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝合金熔炼过程成分分析装置。
背景技术
以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金，是轻金属材料之一，在铝合金熔炼的过程中需要检测其成分是否符合要求，目前针对铝合金熔炼过程成分分析仪器，大多采用金属材料元素分析，用于铝合金中的Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、Ti、V、Al、W、Nb、Mg、稀土总量、Co等元素含量的检测。
但是目前现有的铝合金成分检测需要对铝合金进行溶解，然后才能分析其中的元素组成，针对不同的铝合金材料需要调配不同的溶解液，检测过程极为不便，使得大批量的检测效率不高，并且影响检测的准确性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种铝合金熔炼过程成分分析装置，能够准确的分析铝合金元素成分，适合大批量检测使用，使用方便可靠。
本发明是这样实现的，一种铝合金熔炼过程成分分析装置，包括主机，所述主机两端分别安装有显示器和散热风机，所述主机上安装有密封罩，所述密封罩中部缺口处设置有活动盖板，所述主机内设置有氩气罐、料斗、粉体输送泵和等离子体炬管，所述等离子体炬管包括依次套设的外管、中管和内管，所述外管和中管底部固定有密封盖，所述内管穿过密封盖设在中管内，所述氩气罐分别与外管、中管和内管连通，所述粉体输送泵与内管连通，所述外管顶部一体成型有集光部，所述外管外侧套设有感应电圈，所述感应电圈连接有高频发生器，所述主机内还安装有光谱仪和聚焦透镜，所述等离子体炬管、聚焦透镜和光谱仪处于同一水平位置，所述光谱仪连接有微处理器，所述微处理器与显示器连接。
所述外管、中管和内管均为石英玻璃管。
所述活动盖板顶部安装有把手。
所述集光部呈圆台形状，所述集光部顶部直径小于集光部底部直径。
本发明解决的另一个问题是提供一种铝合金熔炼过程成分分析装置的使用方法，包括以下步骤：
S1、将处于熔炼炉内的铝合金液移送到转运包内，得到提取液态试样，采用超声雾化法过高速气流以70KHz的频率和1.5马赫的速度冲击液态试样，使液态试样雾化成小液滴，然后凝固成粉末；
S2、将粉末投入到球磨机中进行研磨，通过筛网过滤得到直径小于1000目的粉末试样；
S3、将粉末试样投入到料斗中，通过粉体输送泵将粉末试样输送到等离子体炬管的内管中，同时氩气罐输送氩气分别进入到等离子体炬管外管、中管和内管中；
S4、启动高频发生器通过感应线圈产生高频电磁场，使得内管的粉末试样形成等离子体产生光源，通过聚焦透镜传输给光谱仪，通过微处理器进行分析，即可在显示器上得到铝合金的元素成分。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：设置的主机内设置有氩气罐、料斗、粉体输送泵和等离子体炬管，等离子体炬管的外管外侧套设有感应电圈，感应电圈连接有高频发生器，主机内还安装有光谱仪和聚焦透镜，能够实现自动化的检测，能够准确的分析铝合金元素成分，提高了检测效率；在检测方法中直接将铝合金液制成粉末进行检测，不需要针对不同铝合金材质配置溶解液，使得检测更加方便可靠，适合大批量的检测使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种铝合金熔炼过程成分分析装置的外部结构图。
图2是本发明提供的一种铝合金熔炼过程成分分析装置的内部原理结构图。
图3是本发明提供的一种铝合金熔炼过程成分分析装置的等离子体炬管放大结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1-3所示，本实施例提供了一种铝合金熔炼过程成分分析装置，包括主机1，所述主机1两端分别安装有显示器2和散热风机3，显示器2用于显示铝合金成分结果，散热风机3能够保持主机1内部的通风散热，避免温度过高。所述主机1上安装有密封罩4，主机1的壳体和密封罩4均采用不锈钢材质。所述密封罩4中部缺口处设置有活动盖板5，活动盖板5在密封罩4内滑动，需要检测时打开活动盖板5，检测过程中关闭活动盖板5。
所述主机1内设置有氩气罐6、料斗7、粉体输送泵8和等离子体炬管9，氩气罐6内的氩气是作为保护气体，避免离子化过程中反应过于剧烈，同时对等离子体矩管9具有散热效果。所述等离子体炬管9包括依次套设的外管10、中管11和内管12，所述外管10和中管11底部固定有密封盖13，密封盖13也采用石英玻璃材质，与外管10、中管11和内管12一体成型。所述内管12穿过密封盖13设在中管11内，所述氩气罐6分别与外管10、中管11和内管12连通，所述粉体输送泵8与内管12连通，粉体输送泵8用于输送铝合金粉末。所述外管10顶部一体成型有集光部14，集光部14使得等离子体炬管9排出的焰炬集合，反射的光源亮度更高，更加容易被光谱仪检测。所述外管10外侧套设有感应电圈15，所述感应电圈15连接有高频发生器16，高频发生器16是感应电圈15提供高频电流，当等离子体炬管9内的等离子体引燃后，感应电圈15与等离子体组成类同一个变压器，感应电圈15是这个变压器的初级线圈，而等离子体相当于一匝次级线圈：高频功率便通过感应电圈15耦合到等离子体中去，使等离子体焰炬维持不灭。
所述主机1内还安装有光谱仪17和聚焦透镜18，光谱仪17以光电倍增管等光探测器测量谱线不同波长位置强度的装置。它由一个入射狭缝，一个色散系统，一个成像系统和一个或多个出射狭缝组成。以色散元件将辐射源的电磁辐射分离出所需要的波长或波长区域，并在选定的波长上(或扫描某一波段)进行强度测定，聚焦透镜18用于收集等离子体炬管9顶部产生的光线。所述等离子体炬管9(顶部位置)、聚焦透镜18和光谱仪17处于同一水平位置，所述光谱仪17连接有微处理器19，微处理器19用于分析光谱仪17收集的光线波长信息。所述微处理器19与显示器2连接，使得结果可视化。
所述外管10、中管11和内管12均为石英玻璃管，石英玻璃管耐高温，性能稳定。
所述活动盖板5顶部安装有把手20，把手20使得活动盖板5移动更加方便。
所述集光部14呈圆台形状，所述集光部14顶部直径小于集光部14底部直径，使得等离子体从集光部14排出时密度更大，提高光源亮度。
一种铝合金熔炼过程成分分析装置的使用方法，包括以下步骤：
S1、将处于熔炼炉内的铝合金液移送到转运包内，得到提取液态试样，采用超声雾化法过高速气流以70KHz的频率和1.5马赫的速度冲击液态试样，使液态试样雾化成小液滴，然后凝固成粉末，针对不同材料的铝合金熔炼均可采用超声雾化法来制备铝合金粉；
S2、将粉末投入到球磨机中进行研磨，通过筛网过滤得到直径小于1000目的粉末试样，尽量降低粉末的直径，从而使得耦合电离更加充分；
S3、将粉末试样投入到料斗中，通过粉体输送泵将粉末试样输送到等离子体炬管的内管中，同时氩气罐输送氩气分别进入到等离子体炬管外管、中管和内管中(具体通过管道连通)，内管中具有接口分别与氩气罐以及粉体输送机连通；
S4、启动高频发生器通过感应线圈产生高频电磁场，使得内管的粉末试样形成等离子体产生光源，通过聚焦透镜传输给光谱仪，通过微处理器进行分析，即可在显示器上得到铝合金的元素成分。高频电流经感应线圈产生高频电磁场，使工作气体(氩气和粉末混合气体)形成等离子体，并呈现火焰状放电(等离子体焰炬)，达到10000K的高温，具体过程为蒸发－原子化－激发－电离性能的光谱光源，等离子体焰炬呈环状结构，有利于从等离子体中心通道进样并维持火焰的稳定；保证较低的载气流速(低于1L/min)便可穿透等离子体，使样品在中心通道停留时间达2～3ms，可完全蒸发、原子化；等离子体环状结构的中心通道的高温，高于任何火焰或电弧火花的温度，是原子、离子的最佳激发温度，分析物(铝合金粉末)在中心通道内被间接加热，对等离子体放电性质影响小；等离子体光源又是一种光薄的光源，自吸现象小，且系无电极放电，无电极沾污，因此能够保证检测的准确性。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：设置的主机内设置有氩气罐、料斗、粉体输送泵和等离子体炬管，等离子体炬管的外管外侧套设有感应电圈，感应电圈连接有高频发生器，主机内还安装有光谱仪和聚焦透镜，能够实现自动化的检测，能够准确的分析铝合金元素成分，提高了检测效率；在检测方法中直接将铝合金液制成粉末进行检测，不需要针对不同铝合金材质配置溶解液，使得检测更加方便可靠，适合大批量的检测使用。
以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种铝合金熔炼过程成分分析装置，包括主机(1)，其特征在于，所述主机(1)两端分别安装有显示器(2)和散热风机(3)，所述主机(1)上安装有密封罩(4)，所述密封罩(4)中部缺口处设置有活动盖板(5)，所述主机(1)内设置有氩气罐(6)、料斗(7)、粉体输送泵(8)和等离子体炬管(9)，所述等离子体炬管(9)包括依次套设的外管(10)、中管(11)和内管(12)，所述外管(10)和中管(11)底部固定有密封盖(13)，所述内管(12)穿过密封盖(13)设在中管(11)内，所述氩气罐(6)分别与外管(10)、中管(11)和内管(12)连通，所述粉体输送泵(8)与内管(12)连通，所述外管(10)顶部一体成型有集光部(14)，所述外管(10)外侧套设有感应电圈(15)，所述感应电圈(15)连接有高频发生器(16)，所述主机(1)内还安装有光谱仪(17)和聚焦透镜(18)，所述等离子体炬管(9)、聚焦透镜(18)和光谱仪(17)处于同一水平位置，所述光谱仪(17)连接有微处理器(19)，所述微处理器(19)与显示器(2)连接。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金熔炼过程成分分析装置，其特征在于，所述外管(10)、中管(11)和内管(12)均为石英玻璃管。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金熔炼过程成分分析装置，其特征在于，所述活动盖板(5)顶部安装有把手(20)。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金熔炼过程成分分析装置，其特征在于，所述集光部(14)呈圆台形状，所述集光部(14)顶部直径小于集光部(14)底部直径。
5.一种铝合金熔炼过程成分分析装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将处于熔炼炉内的铝合金液移送到转运包内，得到提取液态试样，采用超声雾化法过高速气流以70KHz的频率和1.5马赫的速度冲击液态试样，使液态试样雾化成小液滴，然后凝固成粉末；
S2、将粉末投入到球磨机中进行研磨，通过筛网过滤得到直径小于1000目的粉末试样；
S3、将粉末试样投入到料斗中，通过粉体输送泵将粉末试样输送到等离子体炬管的内管中，同时氩气罐输送氩气分别进入到等离子体炬管外管、中管和内管中；
S4、启动高频发生器通过感应线圈产生高频电磁场，使得内管的粉末试样形成等离子体产生光源，通过聚焦透镜传输给光谱仪，通过微处理器进行分析，即可在显示器上得到铝合金的元素成分。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010292503.6A CN111443077A (zh) | 2020-04-14 | 2020-04-14 | 一种铝合金熔炼过程成分分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010292503.6A CN111443077A (zh) | 2020-04-14 | 2020-04-14 | 一种铝合金熔炼过程成分分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111443077A true CN111443077A (zh) | 2020-07-24 |
Family
ID=71655885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010292503.6A Pending CN111443077A (zh) | 2020-04-14 | 2020-04-14 | 一种铝合金熔炼过程成分分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111443077A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113866205A (zh) * | 2021-12-06 | 2021-12-31 | 天津海关动植物与食品检测中心 | 一种中草药荧光光谱重金属检测装置和检测方法 |
-
2020
- 2020-04-14 CN CN202010292503.6A patent/CN111443077A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113866205A (zh) * | 2021-12-06 | 2021-12-31 | 天津海关动植物与食品检测中心 | 一种中草药荧光光谱重金属检测装置和检测方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Brenner et al. | Axially and radially viewed inductively coupled plasmas—a critical review | |
| Moore | Introduction to inductively coupled plasma atomic emission spectrometry | |
| CN101495262B (zh) | 等离子体及其使用方法 | |
| US4575241A (en) | Spectrometer | |
| WO1997013141A1 (en) | Microwave plasma monitoring system for the elemental composition analysis of high temperature process streams | |
| US20180220520A1 (en) | Torch for inductively coupled plasma | |
| JP2008544454A (ja) | 増強装置及びその使用方法 | |
| CN111443077A (zh) | 一种铝合金熔炼过程成分分析装置 | |
| CN102269707A (zh) | 用于液/气相样品在线检测的便携式元素光谱仪 | |
| Zhang et al. | Green and fast laser fusion technique for bulk silicate rock analysis by laser ablation-inductively coupled plasma mass spectrometry | |
| Aula et al. | Characterization of process conditions in industrial stainless steelmaking electric arc furnace using optical emission spectrum measurements | |
| Xing et al. | Determination of bismuth in solid samples by hydride generation atomic fluorescence spectrometry with a dielectric barrier discharge atomizer | |
| CN113418906B (zh) | 一种电感耦合等离子体光谱仪及高放射性废液测量系统 | |
| US6122050A (en) | Optical interface for a radially viewed inductively coupled argon plasma-Optical emission spectrometer | |
| CN202393694U (zh) | 一种用于原子荧光光谱仪的原子化器 | |
| US4591267A (en) | Spectrometer | |
| CN201053955Y (zh) | 高精度x荧光能量色散光谱仪 | |
| Su et al. | Highly sensitive beryllium detection with microwave plasma source atomic emission spectrometry | |
| Green et al. | Construction of a linear plasma device for studying helicon plasmas relevant to plasma-wakefield accelerators | |
| EP4272519A1 (en) | Inductively coupled plasma torches and methods and systems including same | |
| Frentiu et al. | Preliminary investigation of a medium power argon radiofrequency capacitively coupled plasma as atomization cell in atomic fluorescence spectrometry of cadmium | |
| Weir et al. | Characteristics of an inductively coupled argon plasma operating with organic aerosols. Part 3. Radial spatial profiles of solvent and analyte species | |
| Pak et al. | Spatial characterization of the atmospheric-pressure moderate-power He microwave-induced plasma | |
| CN208443731U (zh) | 一种多功能原子光谱仪 | |
| Alavi | New Approaches to High Efficiency Inductively Coupled Plasma Analytical Atomic Spectrometry |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200724 |