CN111842814A - 真空精密铸造炉、真空精密铸造炉的测温装置及测温方法 - Google Patents

真空精密铸造炉、真空精密铸造炉的测温装置及测温方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及铸造炉，特别涉及一种真空精密铸造炉、真空精密铸造炉的测温装置及测温方法，该真空精密铸造炉包括：置于真空精密铸造炉的铸锭室的顶部的通道，沿竖直方向、置于通道内的导杆、与导杆连接的驱动机构、设置于导杆底端的测温热电偶、设置于铸锭室上方的光学温度计；还包括：分别与驱动机构、测温热电偶和光学温度计通讯连接的主控设备，主控设备实时获取测温热电偶测得的第一温度值Tr和光学温度计测得的第二温度值Tg，并计算测温热电偶下降至不同位置时Tr和Tg的差值绝对值△T，并根据各△T判断测温热电偶是否侵入坩埚内的金属溶液中，且根据判定结果对驱动机构进行控制。同现有技术相比，可实现对金属溶液温度值的精确测量。

Description

真空精密铸造炉、真空精密铸造炉的测温装置及测温方法
技术领域
本发明实施例涉及一种真空精密铸造炉，特别涉及一种真空精密铸造炉、真空精密铸造炉的测温装置及测温方法。
背景技术
真空精真空精密铸造炉是在真空气氛条件下利用电磁感应和电流热效应的原理对坩埚中钢坯材料进行加热和凝固的冶炼设备。熔炼出来的钢材可以直接应用于航天、航空、汽车、核电等高端领域，真空精真空精密铸造炉通常采用多腔室结构，主体包括熔炼室、铸锭室、加料室等，其中熔炼室完成金属母材通过感应线圈加热熔化成成份较为纯净的金属溶液的过程；铸锭室会根据熔炼要求的差异安置不同的模具进行金属液体的凝固；对于单晶定向凝固要求的产品，在熔炼室内放置保温坩埚，铸锭室内将预热至一定温度的膜壳通过升降机构送至熔炼室预热至要求温度，在熔炼室中将坩埚中具有一定过热度金属溶液浇注到膜壳中在保温包内维持一定的温度要求，通过拉晶机构实现铸件的定向凝固结晶，单晶结构仅在定向凝固炉基础上在膜壳底部增加一套几何选晶结构即可。熔炼室上端安装有加料及测温室，在熔炼过程中需要在不破坏熔炼室真空的条件下进行加料及对坩埚中金属溶液进行测温。
熔炼室坩埚内金属溶液的浇注温度在精真空精密铸造炉的冶炼及凝固操作中是一个关键参数，浇注温度越高，则液-固相区的温度梯度越大，保持定向传热的时间就越长，有利于柱状晶的生长，柱状晶带的宽度增加。柱状晶的宽度增加，形成凝固桥的可能性增加，铸坯轴向偏析加重。浇注温度低，能够为金属溶液的结晶提供大量的等轴晶核，较早地阻止柱状晶的生长，使等轴晶加宽。因此扩大等轴晶带最有效的手段是尽可能在所浇钢种的液相线温度进行浇注，因此，准确知道实际的金属溶液熔化后的温度来确定浇注时间对整个生产过程至关重要。
目前，传统的精真空精密铸造炉内熔炼室的坩埚内金属溶液熔化后，需要检测金属溶液温度以确定浇注时间，则通过卷线盘下放测温热电偶，传统的这种侵入式热电偶通过人眼去判断热电偶插入金属溶液的相对位置，根据一定的插入深度来了解金属溶液温度情况，这种操作效率低下，同时由于冶炼过程中烟气会附着在观察孔，影响视线，无法很好的判断热电偶浸入金属溶液内情况，更坏的情况可能触底损害热电偶等造成难以预料的安全事故等。
因此，如何提供一种精真空精密铸造炉的测温装置，既满足不同坩埚尺寸时不同金属溶液液面位置又满足相同坩埚内金属溶液高度不同的情况下，快速、精确及高效的完成金属溶液温度测量，则提高坩埚内金属溶液温度的测量准确率及自动化水平成为目前所要解决的问题。
发明内容
本发明的实施例的目的在于设计了一种真空精密铸造炉、真空精密铸造炉的测温装置及测温方法，可快速、精确及高效的满足不同坩埚尺寸时不同液面高度的金属溶液、相同坩埚尺寸时不同液面高度的金属溶液的测量需求。
为了实现上述目的，本发明的实施例提供了一种真空精密铸造炉的测温装置，包括：
通道，沿竖直方向，置于所述真空精密铸造炉的铸锭室的顶部，并与所述铸锭室连通；
导杆，置于所述通道内，并沿竖直方向可插入所述真空精密铸造炉的铸锭室内；
驱动机构，与所述导杆连接，用于驱动所述导杆沿竖直方向进行运动；
测温热电偶，设置于所述导杆的底端，用于实时检测所述铸锭室内的温度；
光学温度计，设置于所述铸锭室的上方，并与所述铸锭室内的坩埚之间具有预设的垂直距离；所述光学温度计用于检测所述坩埚内金属溶液的熔炼温度；
主控设备，分别与所述驱动机构、所述测温热电偶和光学温度计通讯连接，用于实时获取所述测温热电偶测得的第一温度值Tr和所述光学温度计测得的第二温度值Tg；
所述主控设备还用于计算所述测温热电偶下降至不同位置时的所述Tr和所述Tg的差值绝对值△T，并根据各所述△T判断所述测温热电偶是否侵入所述坩埚内的金属溶液中，且根据判定结果对所述驱动机构进行控制。
另外，本发明的实施例还提供了一种如上所述的真空精密铸造炉的测温装置的测温方法，包括如下步骤：
由所述主控设备设定所述测温热电偶相对于所述坩埚运动的最大行程位置Xu和最小行程位置Xf；
由所述主控设备控制所述驱动机构，驱动所述导杆相对于所述坩埚进行运动，并实时记录所述测温热电偶在各位置时所测得的第一温度值Tr和所述光学温度计测得的第二温度值Tg；
由所述主控设备根据所述测温热电偶在各所述位置时获得的所述Tr和所述Tg，计算各所述Tr和各所述Tg之间的差值绝对值△T；
由所述主控设备根据计算得到的各所述△T，判断所述测温热电偶是否侵入所述坩埚内的金属溶液中；
若所述主控设备判定所述测温热电偶侵入所述坩埚内的金属溶液中后，继续判断所述测温热电偶测得的金属溶液当前的温度值T是否等于预设温度值Tj；
若所述主控设备判定所述测温热电偶测得的金属溶液当前的温度值T等于预设温度值Tj后，测温结束，完成浇铸，并控制所述驱动机构驱动所述导杆上升，使所述测温热电偶停留于所述最小行程位置Xf；
若所述主控设备判定所述测温热电偶测得的金属溶液当前的温度值T未等于预设温度值Tj后，继续判断所述测温热电偶测得的金属溶液当前的温度值T是否大于预设温度值Tj；
若所述主控设备判定所述测温热电偶测得的金属溶液当前的温度值T大于预设温度值Tj后，关闭真空精密铸造炉的熔炼电源，使所述坩埚内的熔炼温度下降，并控制所述驱动机构将所述导杆保持于当前位置；
待所述测温热电偶测得的金属溶液的当前的温度值T下降至预设温度值Tj后，完成浇铸，并由所述主控设备控制所述驱动机构驱动所述导杆上升，使所述测温热电偶停留于所述最小行程位置Xf；
若所述主控设备判定所述测温热电偶测得的金属溶液当前的温度值T未大于预设温度值Tj后，提高真空精密铸造炉的熔炼电源的功率，使所述坩埚内的熔炼温度上升，并控制所述驱动机构将所述导杆保持于当前位置；
待所述测温热电偶测得的金属溶液的当前的温度值上升至预设温度值后，完成浇铸，并由所述主控设备控制所述驱动机构驱动所述导杆上升，使所述测温热电偶停留于所述最小行程位置Xf。
另外，本发明的实施例还提供了一种真空精密铸造炉包括：铸锭室、置于所述铸锭室内的坩埚、设置于所述铸锭室的顶部的如上所述的测温装置。
同现有技术相比，主控设备在控制驱动机构驱动导杆下降的过程中，由于测温热电偶距离坩埚的距离越近，所能检测到的温度值就越高，即代表测温热电偶越靠近金属溶液，因此，主控设备可通过不断获取测温热电偶和光学温度计对金属溶液测得的温度值，并将两种测温元件所测得的温度值不断进行比对，即可判断出测温热电偶是否侵入金属溶液中，从而即能使主控设备实现对驱动机构的有效控制，使得驱动机构可快速驱动导杆下降，直至测温热电偶侵入金属溶液中，以实现对不同坩埚尺寸不同液面高度的金属溶液、相同坩埚尺寸不同液面高度的金属溶液温度值的精确测量，避免了因采用人工目侧的方式对测温热电偶与金属溶液的相对位置进行判断，而导致的测温热电偶触底所引发的安全隐患。
另外，所述真空精密铸造炉的测温装置还包括：沿所述竖直方向依次设置的测温上腔室、测温下腔室、插板阀、过渡腔室；其中，所述测温上腔室、所述测温下腔室、所述插板阀和所述过渡腔室依次连通，构成所述通道，所述插板阀还用于截断或导通所述通道。
另外，所述真空精密铸造炉的测温装置还包括：设置于所述测温上腔室和所述测温下腔室之间的支撑块；所述支撑块沿所述竖直方向，具有连通所述测温上腔室和所述测温下腔室的第一通孔。
另外，所述支撑块沿垂直于所述竖直方向，部分凸出所述测温上腔室，且所述支撑块的凸出部分沿所述竖直方向设有导向柱，所述导向柱朝所述测温上腔室的方向竖直延伸；所述导向柱上设有固定所述光学温度计的调整卡环，所述调整卡环通过锁紧组件固定于所述测温上腔室上；沿所述竖直方向，所述支撑块的凸出部分对应所述光学温度计，开设平行于所述第一通孔的第二通孔，所述第二通孔还与所述测温下腔室连通。
另外，沿所述竖直方向，所述支撑块相对于所述测温上腔室的一侧还设有保护管，所述保护管部分插入所述第二通孔内，并与所述光学温度计沿所述竖直方向相对设置。
另外，所述保护管相对于所述光学温度计的一侧设有视窗。
另外，所述导杆为齿条，所述驱动机构包括：设置于所述支撑块上的电机、可转动地设置于所述支撑块内的齿轮、设置于所述电机上的编码器；所述电机的主轴与所述齿轮连接，所述齿轮与所述齿条啮合，所述编码器和所述电机还与所述主控设备通讯连接，所述编码器用于实时获取所述齿条带动所述测温热电偶沿所述竖直方向运动的行程，并将获取到的所述行程上传至所述主控设备。
另外，所述测温上腔室的顶部设有限位开关，所述导杆的顶部设有限位挡板，所述限位开关与所述主控设备通讯连接；所述主控设备用于在所述限位开关检测到所述限位挡板时，关闭所述电机。
另外，在由所述主控设备计算各所述Tr和各所述Tg之间的差值绝对值△T的步骤之后，并在由所述主控设备根据计算得到的各所述△T，判断所述测温热电偶是否侵入所述坩埚内的金属溶液中的步骤之前，还包括如下步骤：
由所述主控设备根据获得的各所述差值绝对值△T，得出所述测温热电偶相对于所述坩埚运动时的减速位置；
由所述主控设备根据所述减速位置，控制当前所述驱动机构驱动导杆下降的速度。
另外，在由所述主控设备根据获得的各所述差值绝对值△T，得出所述测温热电偶相对于所述坩埚运动时的减速位置的步骤中，具体包括：
所述主控设备根据当前计算得到的所述差值绝对值△T，判断所述△T是否小于或等于预设差值；
若所述主控设备判定所述△T小于或等于所述预设差值后，将当前所述△T对应的所述测温热电偶的位置作为所述减速位置。
另外，在由所述主控设备根据计算得到的各所述△T，判断所述测温热电偶是否侵入所述坩埚内的金属溶液中的步骤中，具体包括：
如所述主控设备计算得到的所述△T在预设温度值域范围内时，即判定所述测温热电偶侵入所述坩埚内的金属溶液中；
如所述主控设备计算得到的所述△T未在预设温度值域范围内时，即判定所述测温热电偶未侵入所述坩埚内的金属溶液中。
另外，在所述主控设备判定所述测温热电偶侵入所述坩埚内的金属溶液中的步骤之后，并在所述主控设备继续判断所述测温热电偶测得的金属溶液当前的温度值T是否等于预设温度值Tj的步骤之前，还包括如下子步骤；
由所述主控设备控制所述驱动机构驱动所述导杆继续下降一预设行程m；
其中，M＝Y+m，且M<Xu；所述Y为所述主控设备判定所述测温热电偶侵入所述金属溶液中的当前位置；所述M为所述测温热电偶侵入所述坩埚内的金属溶液中的最终位置。
附图说明
图1为本发明第一实施方式的真空精密铸造炉的测温装置的结构示意图；
图2为本发明第一实施方式的测温装置与真空精密铸造炉的铸锭室的装配示意图；
图3为图2中A部的局部放大图；
图4为图2的侧视示意图；
图5为图4中B部的局部放大图；
图6为本发明第一实施方式的测温装置与铸锭室和坩埚的装配示意图；
图7为图6中C部的局部放大图；
图8为图6中D部的局部放大图；
图9为本发明第一实施方式的真空精密铸造炉的测温装置的电路模块框图；
图10为本发明第二实施方式的真空精密铸造炉的结构示意图；
图11为本发明第三实施方式的真空精密铸造炉的测温装置的测温方法的流程框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
本发明的第一实施方式涉及一种真空精密铸造炉的测温装置，如图1至图8所示，包括：沿竖直方向置于真空精密铸造炉的铸锭室100顶部的通道1、置于通道1内的导杆2、与导杆2连接的驱动机构3、设置于导杆2的底端的测温热电偶4、设置于铸锭室100的上方的光学温度计5。
其中，如图1至图8所示，通道1与铸锭室100连通，而导杆2沿竖直方向可插入真空精密铸造炉的铸锭室100内。另外，驱动机构3可用于驱动导杆2沿竖直方向进行运动，测温热电偶4用于实时检测铸锭室100内的温度。光学温度计5与铸锭室100内的坩埚200之间具有预设的垂直距离，该光学温度计5用于检测坩埚200内金属溶液的熔炼温度。
另外，如图9所示，本实施方式的真空精密铸造炉的测温装置还包括主控设备，该主控设备分别与驱动机构3、测温热电偶4和光学温度计5通讯连接，该主控设备用于实时获取测温热电偶4测得的第一温度值Tr和光学温度计测得的第二温度值Tg。并且，该主控设备还用于计算测温热电偶4下降至不同位置时的Tr和Tg的差值绝对值△T，并根据各△T判断测温热电偶是否侵入坩埚200内的金属溶液中，且根据判定结果对驱动机构进行控制。
通过上述内容不难看出，主控设备在控制驱动机构3驱动导杆2下降的过程中，由于测温热电偶4距离坩埚200的距离越近，所能检测到的温度值就越高，即代表测温热电偶越靠近金属溶液，因此，主控设备可通过不断获取测温热电偶4和光学温度计5对金属溶液测得的温度值，并将两种测温元件所测得的温度值不断进行比对，即可判断出测温热电偶4是否侵入金属溶液中，从而即能使主控设备实现对驱动机构的有效控制，使得驱动机构可快速驱动导杆2下降，直至测温热电偶4侵入金属溶液中，以实现对不同坩埚尺寸不同液面高度的金属溶液、相同坩埚尺寸不同液面高度的金属溶液温度值的精确测量，避免了因采用人工目侧的方式对测温热电偶4与金属溶液的相对位置进行判断，而导致的测温热电偶4触底所引发的安全隐患。
具体地说，在本实施方式中，如图1和图2所示，本实施方式的真空精密铸造炉的测温装置还包括：沿竖直方向依次设置的测温上腔室11、测温下腔室12、插板阀13和过渡腔室14。其中，测温上腔室11、测温下腔室12、插板阀13和过渡腔室14依次连通，构成通道1，并且，插板阀13还用于截断或导通通道1。
另外，为了实现对驱动机构3安装固定，结合图6和图7所示，本实施方式的真空精密铸造炉的测温装置还包括：设置于测温上腔室11和测温下腔室12之间的支撑块6，支撑块6沿竖直方向具有连通测温上腔室11和测温下腔室12的第一通孔61，该第一通孔61可被导杆2穿过。
并且，需要说明的是，在本实施方式中，如图4、图5和7所示，导杆2为一齿条，且驱动机构3包括：设置于支撑块6上的电机31、可转动地设置于支撑块6内的齿轮32。其中，如图1所示，电机31的主轴34与齿轮32连接，具体为如图7所示，主轴34与齿轮32可采用键35连接，同时，齿轮32还与齿条啮合，由此不难看出，通过支撑块可实现对电机31的固定，同时通过电机31对齿轮32的驱动，使得齿条可带动测温热电偶4相对于坩埚200进行升降运动。并且，为了能够提高齿条升降时的运动性能，如图7所示，该驱动机构3还包括：设置于第一通孔内的上导向套36和下导向套37，齿条是分别穿过上导向套36和下导向套37，通过上导向套36和下导向套37可对齿条进行升降运动时起到导向作用，进一步提高齿条的运动性能。同时，为了能够对测温热电偶4的运动行程进行测量，如图4和图5所示，该驱动机构3还包括：设置于电机31上的编码器33，该编码器33与电机31的主轴34同轴固定，并且，结合图9所示，该编码器33和电机31还均与主控设备通讯连接，从而使得电机31的主轴34在旋转时，通过编码器33可通过计算主轴旋转时的脉冲数，进而得出齿条带动测温热电偶4沿竖直方向运动的行程，同时编码器33可将获取到的行程上传至主控设备，由主控设备获得的形成记录测温热电偶4的相应位置。
另外，为了实现对光学温度计5的安装固定，如图1、图2和图3所示，支撑块6沿垂直于竖直方向部分凸出测温上腔室11，且支撑块6的凸出部分沿竖直方向设有导向柱7，且导向柱7朝测温上腔室11的方向竖直延伸。同时，如图3所示，导向柱7上还设有固定光学温度计5的调整卡环8，调整卡环8通过锁紧组件9固定于测温上腔室11上，通过调整卡环8、导向柱7和锁紧组件的配合可实现对光学温度计5在测温上腔室11的固定。
并且，具体地说，在本实施方式中，如图3所示，锁紧组件9包括：焊接于测温上腔室11上的旋转挡板91、焊接固定于光学温度计5上的把手座92、将把手座92与旋转挡板91锁紧固定的旋转手柄93。因此，在实际应用时，借助于调整卡环8与导向柱7的锁紧配合，以及旋转手柄93对旋转挡板91和把手座92的锁紧配合，可实现对光学温度计5的固定。
并且，为了能够让光学温度计5可直接检测到铸锭室100内的坩埚200中的金属溶液的温度值，如图7所示，沿竖直方向，支撑块6的凸出部分对应光学温度计5还开设平行于第一通孔61的第二通孔62，并且第二通孔62还与测温下腔室12连通。由此不难看出，借助于第二通孔62，可使得光学温度计5可直接透过测温下腔室12对坩埚200内金属溶液的温度值进行检测。
然而，作为优选地方案，如图2、图3、图4和图5所示，沿竖直方向，支撑块6相对于测温上腔室11的一侧还设有保护管10，且保护管10部分插入第二通孔62内，并与光学温度计5沿竖直方向相对设置。由此不难看出，通过保护管10可使得液体容易在熔炼时说产生的光线，可将较为集中的进入光学温度计5中，从而提高了光学温度计5对液体溶液的温度的检测精度。另外，需要说明的，在部分实施方式中，保护管10相对于光学温度计5的一侧设有视窗20，通过视窗20可有效避免金属溶液在冶炼过程中所产生的烟气附着于光学温度计5上，在实现对光学温度计5保护的同时，还能进一步提高光学温度计5的检测精度。
另外，值得一提的是，在本实施方式中，如图6和图8所示，在测温上腔室11的顶部还设有限位开关30，而导杆2的顶部还设有限位挡板40，即齿条的顶部设有限位挡板40。并且，限位开关30还与主控设备通讯连接。在实际应用时，主控设备用于在限位开关30检测到限位挡板40时，关闭电机，从而可有效防止齿条在上升过程中超出极限行程，以起到对齿条和测温上腔室11的保护。
本发明的第二实施方式涉及一种真空精密铸造炉，如图10所示，包括：铸锭室100、置于铸锭室100内的坩埚200、设置于铸锭室100的顶部的如第一实施方式所述的测温装置。
本发明的第三实施方式涉及一种如第一实施方式所述的真空精密铸造炉的测温装置的测温方法，如图11所示，包括如下步骤：
步骤1100，由主控设备设定测温热电偶4相对于坩埚200运动的最大行程位置Xu和最小行程位置Xf。比如说，可预先将坩埚9置于铸锭室100内，并由驱动机构3驱动齿条进行下降，主控设备可借助电机31上的编码器33，记录测温热电偶4的最大行程位置Xu和最小最大行程位置Xf，比如说：在本实施方式中，测温热电偶4的最大行程位置Xu＝2000mm，最小行程位置Xf＝0mm。
步骤1110，由主控设备控制驱动机构3，驱动导杆2相对于坩埚200进行运动，并实时记录测温热电偶4在各位置时所测得的第一温度值Tr和光学温度计5测得的第二温度值Tg。比如说，在本实施方式中，主控设备可依次记录测温热电偶4在如下四个位置时的Tr和Tg，如下表一所示：
位置X(mm) 热电偶温度T<sub>r</sub>(℃) 高温计温度T<sub>g</sub>(℃)
X1＝1450 700 1610
X2＝1550 900 1609
X3＝1620 1579 1611
X4＝1720 1580 1610
表一
步骤1120，由主控设备根据测温热电偶4在各位置时获得的Tr和Tg，计算各Tr和各Tg之间的差值绝对值△T。比如说，在本实施方式中，根据上述表一所记录的测温热电偶4在如下四个位置时的Tr和Tg，计算测温热电偶4在各位置时Tr和Tg的差值绝对值△T，如下表二所示：
位置X(mm) 热电偶温度T<sub>r</sub>(℃) 高温计温度T<sub>g</sub>(℃) 差值的绝对值△<sub>T</sub>(℃)
X1＝1450 700 1610 910
X2＝1550 900 1609 709
X3＝1620 1579 1611 32
X4＝1720 1580 1610 30
表二
步骤1130，由主控设备根据计算得到的各△T，判断测温热电偶4是否侵入坩埚200内的金属溶液中。
步骤1140，若主控设备判定测温热电偶4侵入坩埚200内的金属溶液中后，继续判断测温热电偶4测得的金属溶液当前的温度值T是否等于预设温度值Tj。而若主控设备判定测温热电偶4未侵入坩埚200内的金属溶液中后，即返回步骤1110。
步骤1150，若主控设备判定测温热电偶4测得的金属溶液当前的温度值T等于预设温度值Tj后，测温结束，完成浇铸，并控制驱动机构驱动导杆2上升，使测温热电偶4停留于最小行程位置Xf。
步骤1160，若主控设备判定测温热电偶4测得的金属溶液当前的温度值T未等于预设温度值Tj后，继续判断测温热电偶4测得的金属溶液当前的温度值T是否大于预设温度值Tj。
步骤1170，若主控设备判定测温热电偶4测得的金属溶液当前的温度值T大于预设温度值Tj后，关闭真空精密铸造炉的熔炼电源，使坩埚200内的熔炼温度下降，并控制驱动机构将导杆2保持于当前位置。
步骤1180，待测温热电偶测得的金属溶液的当前的温度值T下降至预设温度值Tj后，完成浇铸，并由主控设备控制驱动机构驱动导杆2上升，使测温热电偶4停留于最小行程位置Xf。
步骤1190，若主控设备判定测温热电偶4测得的金属溶液当前的温度值T未大于预设温度值Tj后，提高真空精密铸造炉的熔炼电源的功率，使坩埚200内的熔炼温度上升，并控制驱动机构3将导杆2保持于当前位置。
步骤1191，待测温热电偶测得的金属溶液的当前的温度值T上升至预设温度值后，完成浇铸，并由主控设备控制驱动机构驱动导杆2上升，使测温热电偶停留于最小行程位置Xf。
通过上述内容不难看出，主控设备在控制驱动机构3驱动导杆2下降的过程中，由于测温热电偶4距离坩埚200的距离越近，所能检测到的温度值就越高，即代表测温热电偶越靠近金属溶液，因此，主控设备可通过不断获取测温热电偶4和光学温度计5对金属溶液测得的温度值，并将两种测温元件所测得的温度值不断进行比对，即可判断出测温热电偶4是否侵入金属溶液中，从而即能使主控设备实现对驱动机构的有效控制，使得驱动机构可快速驱动导杆2下降，直至测温热电偶4侵入金属溶液中，以实现对不同坩埚尺寸不同液面高度的金属溶液、相同坩埚尺寸不同液面高度的金属溶液温度值的精确测量，避免了因采用人工目侧的方式对测温热电偶4与金属溶液的相对位置进行判断，而导致的测温热电偶4触底所引发的安全隐患。
具体地说，在本实施方式中，在由主控设备根据计算得到的各△T，判断测温热电偶4是否侵入坩埚200内的金属溶液中的步骤中，即步骤1130，具体包括：
如主控设备计算得到的△T在预设温度值域范围内时，即判定测温热电偶侵入坩埚200内的金属溶液中；如主控设备计算得到的△T未在预设温度值域范围内时，即判定测温热电偶4未侵入坩埚200内的金属溶液中。比如说，本实施方式中预设温度值域范围可为30℃～50℃，因此，通过表二不难看出，当测温热电偶4下降至1720mm的位置时，即可判定当前测温热电偶4已侵入坩埚200内的金属溶液中。
另外，值得一提的是，如图11所示，在由主控设备计算各Tr和各Tg之间的差值绝对值△T的步骤之后，即在步骤1120之后，并在由主控设备根据计算得到的各△T，判断测温热电偶4是否侵入坩埚200内的金属溶液中的步骤之前，即在步骤1130之前，还包括如下步骤：
步骤1121，由主控设备根据获得的各差值绝对值△T，得出测温热电偶相对于坩埚200运动时的减速位置。
步骤1122，由主控设备根据减速位置，控制当前驱动机构降低驱动导杆下降的速度。
比如说，根据表二不难看出，由于△T越小，即代表测温热电偶4距离坩埚200内的金属溶液的液面位置越近，为了进一步起到对测温热电偶4的保护作用，避免测温热电偶4在快速下降过程中直接侵入金属溶液中，可将△T＝709℃对应的测温热电偶4的当前位置X2＝1550mm，作为测温热电偶4下降时的减速位置。
另外，作为优选地方案，如图11所示，在主控设备判定测温热电偶4侵入坩埚200内的金属溶液中的步骤之后，即在步骤740之后，并在主控设备继续判断测温热电偶测得的金属溶液当前的温度值T是否等于预设温度值Tj的步骤之前，即在步骤750之前，还包括如下子步骤；
步骤1141，由主控设备控制驱动机构驱动导杆2继续下降一预设行程m。其中，在预设行程m时，必须满足M＝Y+m，且M<Xu；Y为主控设备判定测温热电偶4侵入金属溶液中的当前位置；M为测温热电偶侵入所述坩埚内的金属溶液中的最终位置。
由此不难看出，通过此种方式可使得测温热电偶4侵入金属溶液的核心位置，可准确测得金属溶液的核心温度。
另外，不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的真空精密铸造炉的测温装置的测温方法的实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种真空精密铸造炉的测温装置，其特征在于，包括：
通道，沿竖直方向，置于所述真空精密铸造炉的铸锭室的顶部，并与所述铸锭室连通；
导杆，置于所述通道内，并沿竖直方向可插入所述真空精密铸造炉的铸锭室内；
驱动机构，与所述导杆连接，用于驱动所述导杆沿竖直方向进行运动；
测温热电偶，设置于所述导杆的底端，用于实时检测所述铸锭室内的温度；
光学温度计，设置于所述铸锭室的上方，并与所述铸锭室内的坩埚之间具有预设的垂直距离；所述光学温度计用于检测所述坩埚内金属溶液的熔炼温度；
主控设备，分别与所述驱动机构、所述测温热电偶和光学温度计通讯连接，用于实时获取所述测温热电偶测得的第一温度值Tr和所述光学温度计测得的第二温度值Tg；
所述主控设备还用于计算所述测温热电偶下降至不同位置时的所述Tr和所述Tg的差值绝对值△T，并根据各所述△T判断所述测温热电偶是否侵入所述坩埚内的金属溶液中，且根据判定结果对所述驱动机构进行控制。
2.根据权利要求1所述的真空精密铸造炉的测温装置，其特征在于，所述真空精密铸造炉的测温装置还包括：沿所述竖直方向依次设置的测温上腔室、测温下腔室、插板阀、过渡腔室；
其中，所述测温上腔室、所述测温下腔室、所述插板阀和所述过渡腔室依次连通，构成所述通道，所述插板阀还用于截断或导通所述通道。
3.根据权利要求2所述的真空精密铸造炉的测温装置，其特征在于，所述真空精密铸造炉的测温装置还包括：设置于所述测温上腔室和所述测温下腔室之间的支撑块；
所述支撑块沿所述竖直方向，具有连通所述测温上腔室和所述测温下腔室的第一通孔；
所述支撑块沿垂直于所述竖直方向，部分凸出所述测温上腔室，且所述支撑块的凸出部分沿所述竖直方向设有导向柱，所述导向柱朝所述测温上腔室的方向竖直延伸；
所述导向柱上设有固定所述光学温度计的调整卡环，所述调整卡环通过锁紧组件固定于所述测温上腔室上；
沿所述竖直方向，所述支撑块的凸出部分对应所述光学温度计，开设平行于所述第一通孔的第二通孔，所述第二通孔还与所述测温下腔室连通。
4.根据权利要求3所述的真空精密铸造炉的测温装置，其特征在于，沿所述竖直方向，所述支撑块相对于所述测温上腔室的一侧还设有保护管，所述保护管部分插入所述第二通孔内，并与所述光学温度计沿所述竖直方向相对设置；
所述保护管相对于所述光学温度计的一侧设有视窗。
5.根据权利要求3所述的真空精密铸造炉的测温装置，其特征在于，所述导杆为齿条，所述驱动机构包括：设置于所述支撑块上的电机、可转动地设置于所述支撑块内的齿轮、设置于所述电机上的编码器；
所述电机的主轴与所述齿轮连接，所述齿轮与所述齿条啮合，所述编码器和所述电机还与所述主控设备通讯连接，所述编码器用于实时获取所述齿条带动所述测温热电偶沿所述竖直方向运动的行程，并将获取到的所述行程上传至所述主控设备。
6.一种真空精密铸造炉，包括：铸锭室、置于所述铸锭室内的坩埚，其特征在于，还包括：设置于所述铸锭室的顶部的如权利要求1-5中任意一项所述的测温装置。
7.一种如权利要求1-5中任意一项所述的真空精密铸造炉的测温装置的测温方法，其特征在于，包括如下步骤：
由所述主控设备设定所述测温热电偶相对于所述坩埚运动的最大行程位置Xu和最小行程位置Xf；
由所述主控设备控制所述驱动机构，驱动所述导杆相对于所述坩埚进行运动，并实时记录所述测温热电偶在各位置时所测得的第一温度值Tr和所述光学温度计测得的第二温度值Tg；
由所述主控设备根据所述测温热电偶在各所述位置时获得的所述Tr和所述Tg，计算各所述Tr和各所述Tg之间的差值绝对值△T；
由所述主控设备根据计算得到的各所述△T，判断所述测温热电偶是否侵入所述坩埚内的金属溶液中；
若所述主控设备判定所述测温热电偶侵入所述坩埚内的金属溶液中后，继续判断所述测温热电偶测得的金属溶液当前的温度值T是否等于预设温度值Tj；
若所述主控设备判定所述测温热电偶测得的金属溶液当前的温度值T等于预设温度值Tj后，测温结束，完成浇铸，并控制所述驱动机构驱动所述导杆上升，使所述测温热电偶停留于所述最小行程位置Xf；
若所述主控设备判定所述测温热电偶测得的金属溶液当前的温度值T未等于预设温度值Tj后，继续判断所述测温热电偶测得的金属溶液当前的温度值T是否大于预设温度值Tj；
若所述主控设备判定所述测温热电偶测得的金属溶液当前的温度值T大于预设温度值Tj后，关闭真空精密铸造炉的熔炼电源，使所述坩埚内的熔炼温度下降，并控制所述驱动机构将所述导杆保持于当前位置；
待所述测温热电偶测得的金属溶液的当前的温度值T下降至预设温度值Tj后，完成浇铸，并由所述主控设备控制所述驱动机构驱动所述导杆上升，使所述测温热电偶停留于所述最小行程位置Xf；
若所述主控设备判定所述测温热电偶测得的金属溶液当前的温度值T未大于预设温度值Tj后，提高真空精密铸造炉的熔炼电源的功率，使所述坩埚内的熔炼温度上升，并控制所述驱动机构将所述导杆保持于当前位置；
待所述测温热电偶测得的金属溶液的当前的温度值上升至预设温度值后，完成浇铸，并由所述主控设备控制所述驱动机构驱动所述导杆上升，使所述测温热电偶停留于所述最小行程位置Xf。
8.根据权利要求7所述的真空精密铸造炉的测温装置的测温方法，其特征在于，在由所述主控设备计算各所述Tr和各所述Tg之间的差值绝对值△T的步骤之后，并在由所述主控设备根据计算得到的各所述△T，判断所述测温热电偶是否侵入所述坩埚内的金属溶液中的步骤之前，还包括如下步骤：
由所述主控设备根据获得的各所述差值绝对值△T，得出所述测温热电偶相对于所述坩埚运动时的减速位置；
由所述主控设备根据所述减速位置，控制当前所述驱动机构降低驱动导杆下降的速度。
9.根据权利要求8所述的真空精密铸造炉的测温装置的测温方法，其特征在于，在由所述主控设备根据获得的各所述差值绝对值△T，得出所述测温热电偶相对于所述坩埚运动时的减速位置的步骤中，具体包括：
所述主控设备根据当前计算得到的所述差值绝对值△T，判断所述△T是否小于或等于预设差值；
若所述主控设备判定所述△T小于或等于所述预设差值后，将当前所述△T对应的所述测温热电偶的位置作为所述减速位置。
10.根据权利要求7所述的真空精密铸造炉的测温装置的测温方法，其特征在于，在所述主控设备判定所述测温热电偶侵入所述坩埚内的金属溶液中的步骤之后，并在所述主控设备继续判断所述测温热电偶测得的金属溶液当前的温度值T是否等于预设温度值Tj的步骤之前，还包括如下子步骤；
由所述主控设备控制所述驱动机构驱动所述导杆继续下降一预设行程m；
其中，M＝Y+m，且M<Xu；所述Y为所述主控设备判定所述测温热电偶侵入所述金属溶液中的当前位置；所述M为所述测温热电偶侵入所述坩埚内的金属溶液中的最终位置。
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