CN112611734B - 一种激光测量沸腾液态金属成分的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光测量沸腾液态金属成分的装置，具体涉及激光测量技术领域，包括转炉，所述转炉内设置有沸腾液态金属溶液，所述转炉内分别设置有氧枪和复合激光探头，所述复合激光探头包括金属杆，所述金属杆的底端设置有激光探头主体。本发明与现有技术相比，炼钢氧枪吹炼时，按照每200ms的时间间隔不停的改变二氧三硼硅钒酸钙钇晶体电压，如果不同物质分子吸收的是其它波段的激光，通过反射回来的光衰就能分析出相应的物质浓度，所以本发明的制备的激光测量沸腾液态金属成分的装置最明显的优点是可以实现沸腾液态金属不同成分的在线检测，而且无需与高温液态金属接触，方便供电，使得应用范围较为广泛。

Description

一种激光测量沸腾液态金属成分的装置
技术领域
本发明涉及激光测量技术领域，更具体地说，本发明涉及一种激光测量沸腾液态金属成分的装置。
背景技术
金属及合金在冶炼过程中需要检测化学成分的变化，以此控制产品质量，并判断冶炼终点，现有技术中最常见的检测方式是通过取样、冷却、打磨、抛光等一系列过程后，再拿到分析仪器上进行测量和分析，较为费时费力，这种费时的离线检测方式不仅造成质量控制落后，同时也造成大量能源浪费。
近年来，随着冶金行业生产模式的日益大型化、高速化和连续化，对原位、在线检测液态金属成分技术的需求日渐迫切，开始出现基于激光诱导击穿光谱技术的在线检测装置，其不需要样品预处理，因此在原位、在线、快速、远程分析方面展现出卓越的应用价值，但是，现有的基于此技术的熔体金属在线检测装置没有具体考虑耐高温光学探头的设计，例如针对钢液的测量，探头需要承受1700℃以上的高温，而且供电不便，并且有些复杂的成分难以被在线检测出，所以目前现有的在线检测装置无法灵活的检测这些元素，因此应用范围相对狭窄。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种激光测量沸腾液态金属成分的装置，本发明所要解决的技术问题是：现有技术中的沸腾液态金属成分测量装置在测量时，探头需要承受1700℃以上的高温，而且供电不便，并且有些复杂的成分难以被在线检测出，所以目前现有的在线检测装置无法灵活的检测这些元素，因此应用范围相对狭窄的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种激光测量沸腾液态金属成分的装置，包括转炉，所述转炉内设置有沸腾液态金属溶液，所述转炉内分别设置有氧枪和复合激光探头，所述复合激光探头包括金属杆，所述金属杆的底端设置有激光探头主体。
作为本发明的进一步方案：所述复合激光探头的一端与分析仪连接。
作为本发明的进一步方案：所述激光探头主体内含有二氧三硼硅钒酸钙钇晶体。
作为本发明的进一步方案：所述激光探头主体内的二氧三硼硅钒酸钙钇晶体的制备材料为质量份为1000的二氧化硅晶体、质量份为200的三氧化二硼、质量份为100的氧化钙、质量份为150的钒酸钇。
作为本发明的进一步方案：所述激光探头主体内的二氧三硼硅钒酸钙钇晶体的制备方法为将上述质量份的二氧化硅晶体1800℃高温下，同时添加上述质量份的三氧化二硼、上述质量份的氧化钙、上述质量份的钒酸钇，然后施加20000个大气压100min后自然冷却，形成二氧三硼硅钒酸钙钇晶体。
作为本发明的进一步方案：所述激光探头主体在使用时发射激光，并接收激光，最后通过无线发射模块将信息发送到分析仪，由分析仪进行分析。
作为本发明的进一步方案：所述氧枪内分别设置有三个通道，两侧通道内分别设置有压缩空气，位于中间的通道内设置有风扇和电机，当氧气走中间通道流动时可以带动风扇转动，使得风扇可以通过电机对复合激光探头进行供电。
本发明的有益效果在于：
1、本发明与现有技术相比，由于宇宙中任何物质都是由光和振动的不同组合而成，因此本装置是用一根专用的金属杆搭载含有二氧三硼硅钒酸钙钇晶体的激光探头主体，该二氧三硼硅钒酸钙钇晶体可以根据电压不同改变射出的激光光谱范围，炼钢氧枪吹炼时，将本装置通过专用的插入孔，从氧枪对面插入转炉内部，同时按照每200ms的时间间隔不停的改变二氧三硼硅钒酸钙钇晶体电压，电压范围从24v-130v变化，分别变出11种不同的光谱范围，如果不同物质分子吸收的是其它波段的激光，通过反射回来的光衰就能分析出相应的物质浓度，从而实现沸腾液态金属不同成分的在线监测，所以本发明的制备的激光测量沸腾液态金属成分的装置最明显的优点是可以实现沸腾液态金属不同成分的在线检测，而且无需与高温液态金属接触，方便供电，使得应用范围较为广泛。
附图说明
图1为本发明正视的局部剖面结构示意图；
图2为本发明复合激光探头的供电示意图；
图中：1转炉、2沸腾液态金属溶液、3氧枪、4复合激光探头、41金属杆、42激光探头主体。
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，本发明提供了一种一种激光测量沸腾液态金属成分的装置，包括转炉1，转炉1内设置有沸腾液态金属溶液2，转炉1内分别设置有氧枪3和复合激光探头4，复合激光探头4包括金属杆41，金属杆41的底端设置有激光探头主体42。
如图1所示，复合激光探头4的一端与分析仪连接。
如图1所示，激光探头主体42内含有二氧三硼硅钒酸钙钇晶体。
如图1所示，激光探头主体42内的二氧三硼硅钒酸钙钇晶体的制备材料为质量份为1000的二氧化硅晶体、质量份为200的三氧化二硼、质量份为100的氧化钙、质量份为150的钒酸钇。
如图1所示，激光探头主体42内的二氧三硼硅钒酸钙钇晶体的制备方法为将上述质量份的二氧化硅晶体1800℃高温下，同时添加上述质量份的三氧化二硼、上述质量份的氧化钙、上述质量份的钒酸钇，然后施加20000个大气压100min后自然冷却，形成二氧三硼硅钒酸钙钇晶体。
如图1所示，激光探头主体42在使用时发射激光，并接收激光，最后通过无线发射模块将信息发送到分析仪，由分析仪进行分析。
如图2所示，氧枪1内分别设置有三个通道，两侧通道内分别设置有压缩空气，位于中间的通道内设置有风扇和电机，当氧气走中间通道流动时可以带动风扇转动，使得风扇可以通过电机对复合激光探头4进行供电。
本发明工作原理：炼钢氧枪3吹炼时，将本装置通过专用的插入孔，从氧枪3对面插入转炉1内部，同时按照每200ms的时间间隔不停的改变二氧三硼硅钒酸钙钇晶体电压并进行晶体发射，电压范围从24v-130v变化，分别变出11种不同的光谱范围，如果不同物质分子吸收的是其它波段的激光，通过无线发射模块反射回来的光衰就能分析出相应的物质浓度，从而实现沸腾液态金属不同成分的在线监测。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：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，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 (4)

1.一种激光测量沸腾液态金属成分的装置，包括转炉(1)，其特征在于：所述转炉(1)内设置有沸腾液态金属溶液(2)，所述转炉(1)内分别设置有氧枪(3)和复合激光探头(4)，所述复合激光探头(4)包括金属杆(41)，所述金属杆(41)的底端设置有激光探头主体(42)；
所述激光探头主体(42)内含有二氧三硼硅钒酸钙钇晶体，所述激光探头主体(42)内的二氧三硼硅钒酸钙钇晶体的制备材料为质量份为1000的二氧化硅晶体、质量份为200的三氧化二硼、质量份为100的氧化钙、质量份为150的钒酸钇，所述激光探头主体(42)内的二氧三硼硅钒酸钙钇晶体的制备方法为将上述质量份的二氧化硅晶体1800℃高温下，同时添加上述质量份的三氧化二硼、上述质量份的氧化钙、上述质量份的钒酸钇，然后施加20000个大气压100min后自然冷却，形成二氧三硼硅钒酸钙钇晶体。
2.根据权利要求1所述的一种激光测量沸腾液态金属成分的装置，其特征在于：所述复合激光探头(4)的一端与分析仪连接。
3.根据权利要求1所述的一种激光测量沸腾液态金属成分的装置，其特征在于：所述激光探头主体(42)在使用时发射激光，并接收激光，最后通过无线发射模块将信息发送到分析仪，由分析仪进行分析。
4.根据权利要求1所述的一种激光测量沸腾液态金属成分的装置，其特征在于：所述氧枪(3)内分别设置有三个通道，两侧通道内分别设置有压缩空气，位于中间的通道内设置有风扇和电机，当氧气走中间通道流动时带动风扇转动，使得风扇通过电机对复合激光探头(4)进行供电。
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