专利名称：一种低温金相计算机实时采集系统的制作方法
技术领域：
本发明是一种用于低温环境下金相图象的实时采集系统。
背景技术：
在现有技术中，金属样品直接放在金相显微镜的载物台上，当样品处于超低温深冷(低于120K)温度下，大气中的水分向金属样品上凝结，在其表面形成一层冰霜，将其金相组织覆盖，使金相显微镜无法观测到超低温深冷状态下金相组织的动态变化过程。
本发明的目的是通过将金属样品放置在真空绝热环境中，使金相显微镜能够实时地观测到金属样品在超低温深冷状态下金相组织的动态变化过程。
发明内容
一种超低温金相计算机实时采集系统，由自动增压排液装置、高真空低温绝热装置、金相显微镜和计算机金相处理系统四部分组成。自增压排液装置由内胆体、外胆体、多屏绝热层、排液装置、自增压装置、蓄冷箱、低温阀、吸气剂包、护圈等组成。
自动增压装置由罩在颈管上且与外胆体形成一封闭空间的蓄冷箱、低温排液阀及增压液管组成。增压液管的下端接在内胆体的下部，且于内胆体内腔的低温液体相通，其管路通过多屏绝热层与外胆体之间的空间，其上端穿过外胆体顶部，进入蓄冷箱；在护圈与蓄冷箱之间的空间里有一低温阀，低温阀的一端与蓄冷箱相通，另一端与大气相通。排液装置由低温阀、排液管组成，排液管的下端插在液氮中，管路另一端穿过颈管和蓄冷箱与排液阀相连。
高真空低温绝热装置主要由可分离的高真空绝热夹层的上罐体和带有隔热玻璃与光学透镜玻璃的下罐体组成，上罐体上设有低温液体贮罐、电阻加热装置、测温热电偶和金相样品固定螺钉，下罐体上的隔热玻璃与光学透镜玻璃平行并处于圆桶状下罐体的中心圆上，透镜玻璃位于隔热玻璃下面，金相样品固定在高真空低温绝热装置上、下罐体的真空夹层中，工作时高真空低温绝热装置固定在金相显微镜的载物台上。
计算机金相处理系统由电子摄象机、计算机、监视器和打印机组成；电子摄象机实时摄取金相显微镜观察放大的金相样品低温相变过程中的金相图象后，分别送入计算机进行图象处理和储存和监视器进行实时显示，经计算机处理后的图象可随时送入打印机进行打印输出。
本发明的自动增压排液装置中蓄冷箱可储存沿颈管排出的冷气，利用排出的冷气使蓄冷箱升压来实现液氮向高真空低温绝热装置液氮罐的自动加注。高真空低温绝热装置可使金相样品处于高真空绝热状态下，样品表面没有冰霜形成，可保证对超低温度下的金相组织图象连续的实时采集，并可通过加热装置控制金相组织样品温度和动态温度，并对动态温度进行实时测定。加有摄像系统的金相显微镜，将超低温度下的实时动态金相组织放大后送入计算机金相处理系统，计算机金相处理系统可根据情况，按设定的时间对图象进行分时采集、处理和储存并通过监视器进行实时显示，经计算机处理后的图象可随时送入打印机进行打印输出。
图1是本发明的系统框图，图2是高真空低温绝热装置的结构图，图3是自动增压排液装置的结构图，图4是图2中A-A向视图，图5是图3中低温阀的结构图，图6是计算机金相处理系统的框图，图7是金相图象信号传输过程的框图。
具体实现方式如图1、图2、图4所示，金相样品8装在高真空低温绝热装置中上罐体下端的高真空夹层中，液氮罐5设置在真空罐7上，高真空低温绝热装置安放在金相显微镜9的载物台上，真空泵4经抽气接口7-8将真空罐7中的空气抽出，自动增压排液装置6向液氮罐5中提供液氮5-2，热电偶5-5的结点设置在金相样品8的附近，另一端通过电极柱7-1(两组4个)中的2个电极柱与测温仪3相接，测温仪3是通用测温二次仪表。在液氮罐5的下端有一用于加热金相样品8的电阻加热装置5-4，电阻加热装置5-4通过电极柱7-1的两个电极柱与可调加热电源2相接。罐塞5-1塞入液氮罐5上端口，隔热玻璃7-5装在真空罐下体7-4上且与真空罐7同轴，透镜玻璃7-6装在真空罐下体7-4上，透镜玻璃7-6位于隔热玻璃7-5下面。在螺钉5-6及其对面的螺钉上分别装有一弹性压片5-7，金相样品8的边缘嵌在压片5-7里，绝缘盲板7-7封住真空罐7右侧的侧管，电极柱7-1装在绝缘盲板7-7上，抽气接口7-8与该侧管相连，密封圈7-2、7-3均起密封的作用。
如图3所示，自动增压排液装置6包括储存液氮6-12的内胆体6-7、外胆体6-6、多屏绝热层6-5、排液阀6-16、装在排液阀6-16上排液管6-13，增压液管6-8的下端接在内胆体6-7的底部，蓄冷箱6-3装在外胆体6-6的顶部并罩在颈管6-15上，在内胆体6-7中的液氮6-12的上面是空气6-14，护圈6-1装在外胆体6-6的顶部；增压液管6-8穿过多屏绝热层6-5与外胆体6-6之间的空间，其上端穿过外胆体6-6的顶部，伸入蓄冷箱6-3里；在护圈6-1与蓄冷箱6-3之间的空间里有一低温阀6-2，低温阀6-2的一端与蓄冷箱6-3相通，另一端在护圈6-1与蓄冷箱6-3之间的空间里；排液管6-13的下端插在液氮6-12中，另一端穿过颈管6-15、排液阀6-16接在液氮罐5上。整个自动增压排液装置6装在车轮6-11上，在内胆体6-7底部有一吸附剂包6-9。
在内胆体6-7与多屏绝热层6-5之间是多层绝热层，采取多层与多屏绝热结合的方式，将辐射反射屏与冷却传导屏有机地结合起来，降低了冷耗。绝热材料为0.012毫米与0.025毫米的铝箔和0.15毫米的玻璃纤维纸，包扎了十七层。蓄冷箱6-3的作用是蓄存沿颈管6-15排出的冷气，降低气体对流传导漏热，蓄冷箱6-3的外表面经抛光加工成镜面，可有效地反射热量的进入来降低颈管6-15上口的辐射热，降低冷耗。要向液氮罐5提供液氮时，关闭蓄冷箱6-3上的排液阀6-16，打开低温增压阀6-2，半分钟后再打开排液阀6-16，液氮6-12在压差的作用下经由排液管6-13向液氮罐5提供液氮。要停止提供液氮时，将排液阀6-16关闭，打开低温阀6-2，释放内胆体6-7中的压力，停止提供液氮。该装置利用液氮蒸发形成的氮气，加压于液氮6-12液面，使液氮自动排出。
图5所示是低温阀6-2的结构图，其中标号对应名称是手轮6-2-1，阀杆6-2-2，垫圈6-2-3，密封带6-2-4，座子6-2-5，垫圈6-2-6，螺母6-2-7，压紧螺母6-2-8，阀头6-2-9，阀头密封片6-2-10，阀体6-2-11，低温阀6-2右侧的卸压口位于护圈6-1与蓄冷箱6-3之间的空间中，其左侧的管子接在蓄冷箱6-3上。
图6所示是本发明的计算机金相处理系统框图，图7是金相图象信号传输过程的框图。如图6、图7所示，金相显微镜8将金相图象送入电子摄象机9，电子摄象机9将拍摄的图象经A/D转换器接口10-1转换为数字信息送入计算机10-2，。计算机10-2通过分时采集将采集到的图象信息经处理后，通过输出接口-D/A转换器10-7转换为图象送入监视器1显示，同时计算机10-2还将处理后的图象信息送入输出装置打印机11进行输出。通过输入装置键盘10-3来控制计算机的操作。计算机10-2也可将图象信息送入存储器10-4存储，与计算机10-2连接的显示器10-6可显示计算机的工作状态，10-5为操作台。
权利要求
1.一种低温金相计算机实时采集系统，由自动增压排液装置6、高真空超低温绝热装置、金相显微镜9和计算机金相处理系统四部分组成，自动增压排液装置6、包括储存液氮的内胆体6-7、外胆体6-6、多层绝热层6-5、排液阀6-16、装在排液阀6-16上的排液管6-13，其特征是增压液管6-8的下端接在内胆体6-7的底部且与超低温液体相连，蓄冷箱6-3装在外胆体6-6的顶部且罩在颈管6-15上，护圈6-1装在外胆体6-6的顶部，起着保护增压、排液低温阀的作用；增压液管6-8通过多层绝热层6-5与外胆体6-6之间的空间，其上端穿过外胆体6-6的顶部，插入蓄冷箱6-3；在护圈6-1与蓄冷箱6-3之间的空间里有一低温阀6-2，低温阀6-2的一端与蓄冷箱6-3相通，另一端在护圈6-1与蓄冷箱6-3之间的空间里；排液管6-13的下端插在液氮6-12中，另一端穿过颈管6-15、排液阀6-16，接在液氮罐5上；高真空低温绝热装置主要由真空罐5和液氮罐组成。圆桶状的液氮罐5悬置在真空罐7中且与真空罐7同轴，透镜玻璃7-5装在真空罐下体7-5上，透镜玻璃7-6位于隔热玻璃7-5的下面，工作时高真空低温绝热装置固定在金相显微镜9的载物台上，金相样品8放在高真空低温绝热装置的真空夹层中，计算机金相处理系统由电子摄像机10、计算机11、监视器1和打印机12组成；电子摄像机10将经过金相显微镜9观察放大的金相样品8低温相变过程中的金相图像分别送入到计算机11和监视器1进行图像处理和实时显示，计算机11同时将图像送入打印机12输出。
2.根据权利要求1所述的低温金相计算机实时采集系统，其特征是金相样品8就放置在高真空绝热夹层中，圆桶状的液氮罐5上部安装在圆桶状的真空罐7上部的端盖上，液氮罐5悬置在真空罐7中且与真空罐7同轴，隔热玻璃7-5装在真空罐下体7-4上且与真空罐7同轴，透镜玻璃7-6装在真空罐7下体上，透镜玻璃7-6位于隔热玻璃7-5下面，低温绝热装置中，高真空低温绝热装置固定在金相显微镜9的载物台上。
全文摘要
本发明是由自动增压排液装置、高真空低温绝热装置、金相显微镜和计算机金相处理系统四部分组成,自动增压排液装置包括储存液氮的内胆体、外胆体、多屏绝热层、排液阀、装在排液阀上排液管,增压液管的下端接在内胆体的底部,在护圈与蓄冷箱之间的空间里有一一端与蓄冷箱相通、另一端在护圈与蓄冷箱之间的空间里的低温阀;高真空低温绝热装置由真空罐和液氮罐组成,液氮罐上部安装在真空罐上部的端盖上,液氮罐悬置在真空罐中,透镜玻璃装在真空罐下体上,透镜玻璃位于隔热玻璃下面,高真空低温绝热装置固定在金相显微镜的载物台上,金相样品放置在高真空低温绝热装置中,计算机金相处理系统由电子摄象机、计算机、监视器和打印机组成。
文档编号G06F15/12GK1363893SQ0113175
公开日2002年8月14日 申请日期2001年10月16日 优先权日2001年10月16日
发明者刘秀芝, 李士燕, 徐树深, 林焰, 安丽丽, 陈秀娟, 袁子洲, 王晓军 申请人:甘肃工业大学