[发明专利]高温熔体密度的测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种高温熔体密度的测量装置，其特征在于，包括盛放熔体的坩锅（2）、耐高温材料套管（3）和可调节水平的送样料舟（4），以及真空管式炉、图像采集系统和计算机软件处理系统，所述真空管式炉内设置有耐高温套管（3），所述耐高温套管（3）内设置有送样料舟（4），所述送样料舟（4）的槽口（7）上设置有垫片（5），其中一端的垫片（5）上设置有坩埚（2），另一端的垫片（5）上设置水平仪（6）。

2.根据权利要求1所述的高温熔体密度的测量装置，其特征在于，所述坩锅顶部为圆台状，内角设计为圆角状，圆柱体内径为2～20mm，外径为4～40mm，总高度为3～15mm。

3.根据权利要求1所述的高温熔体密度的测量装置，其特征在于，所述耐高温套管（3）由石英或氧化铝耐高温材料制成，内径为30～50mm，长500～900mm。

4.根据权利要求1所述的高温熔体密度的测量装置，其特征在于，所述送样料舟（4）为氧化铝、石英耐高温材料所制，为半圆柱形，底部为平面，内径为2～8mm，外径为4～10mm，上部开有4个槽口7，槽口7深度为2～5mm，宽度为4～45mm。

5.根据权利要求1所述的高温熔体密度的测量装置，其特征在于，所述图像采集系统为设置有CCD镜头的数码相机，分辨率要求300～700万象素，可调焦距为0.8～1.5m，所述CCD镜头加载有滤光片和滤波片。

6.根据权利要求1所述的高温熔体密度的测量装置，其特征在于，所述计算机软件处理系统为根据几何原理以及计算V=V₁+V₂的方法而开发得到密度的软件。

7.一种根据权利要求1-7任一权利要求所述的高温熔体密度的测量装置的高温熔体密度的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）称量一定质量的实验样品，制成圆柱状的熔融试样（1）；

2）将放入熔融试样（1）的坩锅（2）放在垫片（5）上，一起放入送样料舟（4）一侧的槽口（7）中，另一侧槽口（7）中放入垫片（5）和水平仪（6），然后一起放入真空管式炉的耐高温套管（3）中；

3）观察水平仪（6），通过调节送样料舟（4）使熔融试样（1）达到水平位置，调节水平后，取出水平仪（6）；

4）对密封真空管式炉进行加热，温度达到测量温度后，稳定15～25分钟后通过图像采集系统进行拍照取像，实验结束后，再次称量样品的质量；

5）根据计算密度的方法，通过计算机软件处理系统输入熔体质量得到被测物的密度值，每个温度点取5-10次像，取平均值作为该温度下被测物的密度值，熔体密度计算方法可以表示为公式：

ρ=mV=mV1+V2]]>

其中m为熔融试样（1）的质量，取进行测量实验前后被测物质量的平均值，熔体体积V为V₁和V₂两部分体积之和，可以由下述公式表示。

V=V1+V2=14[πD2H1-π(4-π)(D-2R)R2]+π∫P1PN(Aiz2+Biz+Ci)2dz]]>

式中H₁为坩锅（2）的深度，D为坩锅（2）的内径，R为坩锅（2）内角半径，Pi（此处i＝1，2，3，……，N)是测量点，作为计算机软件的计算坐标点，N为测量点的数目；Ai，Bi，Ci是性质参数，表示水平部分i-1到i点的熔体轮廓。