专利名称：用于测量密闭浇铸容器内温度的测温装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及温度测量领域，尤其是涉及ー种用于测量密闭浇铸容器内温度的测温装置。
背景技术：
在鋳造エ艺中，对于容易氧化的合金，常采用真空熔炼浇鋳，浇铸过程在封闭的真空炉内进行。对于浇铸过程中需要控制浇铸环境、压カ或凝固过程的，也会采用压力容器进行浇铸。浇铸过程中，鋳型被置于密封的浇铸容器内，这使エ艺过程中温度的采集变得极不方便，而掌握エ艺过程中温度的变化对于铸造エ艺控制具有重要的意义。
为了获取鋳造エ艺时温度场变化的信息，一般可采用光学红外测温仪器，通过浇铸容器窗测温，此方法虽然简单，但测量操作时易受到物体的发射率、測量距离、烟尘和水气等外界因素的影响，其测量误差较大，而且红外测温的缺点是只能測量到被测物体表面的温度数据，无法获知金属或鋳型内部的温度数据。采用热电偶测温不仅精度高，而且测温点容易定位，但在浇铸密闭容器内测量铸造温度场，由于现有方法无法安置测温系统，同时在高温环境下，测温系统极易损坏，不能稳定工作。发明内容
本发明g在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的ー个目的在于提出一种用于测量密闭浇铸容器内温度的测温装置，所述测温装置可准确测量密闭浇铸容器内金属液和/或铸型的温度。
根据本发明实施例的用于测量密闭浇铸容器内温度的测温装置，包括热电偶，所述热电偶具有两个热电极和连接在所述两个热电极之间的测温端以测出温度；数据采集记录仪，所述数据采集记录仪分别与所述热电偶的两个热电极相连以对所述测出的温度进行采集和记录；和保护装置，其中所述数据采集记录仪设在所述保护装置内。
根据本发明实施例的用于测量密闭浇铸容器内温度的测温装置，可对密闭浇铸容器内的金属液和/或鋳型温度的变化进行跟踪测量并记录在数据采集记录仪中，不仅测量精度好，灵敏度高，而且安装简单方便，同时通过设置保护装置，可有效保证数据采集记录仪在高温高压或真空高压等浇铸环境下稳定、正常工作，并记录存储热电偶测量的温度数据，在浇铸完成后可用电脑对记录的数据进行处理分析，得出温度随时间变化的曲线，从而对エ艺的制定、产品质量控制以及数据模拟均具有重要的意义，进而可改进、优化浇铸エ 序，从而提高产品质量，具有显著的使用效果。另外，还可在密闭浇铸容器内设置多个测温装置以测量多个测温点的温度数据，从而通过更多的数据来更好地了解整个铸造过程，便于铸造エ艺的优化。
此外，根据本发明实施例的测温装置，通过合理地利用接触式测温法以及对数据采集记录仪进行合理地保护，不仅測量精度大大提高，同时还最大程度地保证了测量数据的真实性。
另外，根据本发明实施例的测温装置还具有如下附加技术特征
在本发明的一个实施例中，所述保护装置包括保护壳，所述保护壳内具有腔室； 具有预定厚度的绝热层，所述绝热层设在所述腔室内且包覆在所述数据采集记录仪外側。 通过设置所述保护壳和绝热层，从而使保护装置能够更加有效地对数据采集记录仪进行保护，防止浇铸容器内的高温以及压力损坏数据采集记录仪。
可选地，所述绝热层为石棉绒。由此使保护装置具有良好的隔热性能，保证数据采集记录仪正常稳定工作。
进ー步地，所述保护壳包括本体，所述本体中空且具有开ロ ；和盖体，所述盖体封闭所述开ロ以在所述本体和所述盖体之间限定出所述腔室。
在本发明的一个实施例中，所述本体的周壁上设有贯通所述周壁的两个通孔，所述两个热电极分别穿过所述两个通孔和所述绝热层与所述数据采集记录仪相连。
可选地，所述保护壳由金属材料制成。
可选地，所述保护壳由钢制成。
在本发明的一个实施例中，所述测温装置进ー步包括支撑定位管，所述支撑定位管设在所述两个热电极的外侧且邻近所述测温端设置；和绝缘管，所述绝缘管分别套设在所述两个热电极的外侧以将所述两个热电极之间绝缘。
可选地，所述支撑定位管为刚玉管。
可选地，所述绝缘管为陶瓷管。
根据本发明实施例的用于测量密闭浇铸容器内温度的测温装置，实现了在密闭浇铸容器内对铸造过程温度场的接触式測量，便于生产现场的实际安装操作，精度可靠。与传统红外测温方式相比，不仅测量精度大大提高，同时还实现了对浇铸容器内部温度的測量， 结构紧凑。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中
图I是根据本发明实施例的用于测量密闭浇铸容器内温度的测温装置的示意图2是保护装置的主视图3是保护装置的俯视图4是保护装置的左视图5是利用根据本发明实施例的测温装置测量钛合金浇铸容器内温度的示意图； 和
图6是利用根据本发明实施例的测温装置測量高温合金浇铸容器内温度的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过參考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、 “后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
下面參考图I-图6描述根据本发明实施例的用于测量密闭浇铸容器内温度的测温装置100。根据本发明实施例的测温装置100可设在密闭浇铸容器内，用于测量密闭浇铸容器内金属液和/或铸型的温度。
根据本发明实施例的用于测量密闭浇铸容器内温度的测温装置100，包括热电偶I、数据采集记录仪2和保护装置3。热电偶I具有两个热电极和连接在两个热电极之间的测温端13，也就是说，如图I所示，热电偶I包括第一热电极11和第二热电极12，第一热电极11和第二热电极12的一端通过测温端13相连，测温端13可预先固定在待测点用以测出待测点的温度。
如图2-图4所示，数据采集记录仪2分别与热电偶I的两个热电极相连，即分别与第一热电极11和第二热电极12相连以对所述测出的温度进行记录和采集。具体而言，热电偶I的测温端13感受到被测点温度的变化，温度的变化会引起热电偶I上电信号改变， 数据采集记录仪2获取电信号并进行记录，在鋳造过程结束后，将数据采集记录仪2从浇铸容器内取出，通过电脑读取存贮在数据采集记录仪2中的数据并对该数据进行分析、处理， 便于控制、优化浇鋳工艺。
数据采集记录仪2设在保护装置3内，由于浇铸环境一般是在高温高压或真空高压下进行的，因此传统的数据采集记录仪2在该环境下不能正常工作，通过在数据采集记录仪2的外侧设置保护装置3，从而保证数据采集记录仪2能够在浇铸过程中稳定工作并存贮记录測量数据，方便浇铸结束后分析处理。
根据本发明实施例的用于测量密闭浇铸容器内温度的测温装置100，可对密闭浇铸容器内的金属液和/或鋳型温度的变化进行跟踪测量并记录在数据采集记录仪2中，不仅测量精度好，灵敏度高，而且安装简单方便，同时通过设置保护装置3，可有效保证数据采集记录仪2在高温高压或真空高压等浇铸环境下稳定、正常工作，并记录存储热电偶I測量的温度数据，在浇铸完成后可用电脑对记录的数据进行处理分析，得出温度随时间变化的曲线，从而对エ艺的制定、产品质量控制以及数据模拟均具有重要的意义，进而可改进、优化浇铸ェ序，从而提高产品质量，具有显著的实用效果。另外，还可在密闭浇铸容器内设置多个测温装置100以测量多个测温点的温度数据，从而通过更多的数据来更好地了解整个铸造过程，便于铸造エ艺的优化。
此外，根据本发明实施例的测温装置100，通过合理地利用接触式测温法，即热电偶I的测温端直接固定在测温点，同时对数据采集记录仪2进行合理地保护，不仅測量精度大大提高，同时还最大程度地保证了测量数据的真实性。
在本发明的一个实施例中，如图2-图4所示，保护装置3包括保护壳31和绝热层 32。其中，如图2-图4所示的示例中，保护壳31内具有腔室，保护壳31包括本体311和盖体312，本体311中空且具有开ロ，所述开ロ可以向下，如图4所示。当然开ロ也可向上、向左、向后、向前或向后，只要满足方便数据采集记录仪2的装配以及便于热电偶I与数据采集记录仪2相连即可。盖体312封闭所述开ロ以在本体311和盖体312之间限定出所述腔室，所述腔室用于放置数据采集记录仪2并保证其在浇铸过程中正常、稳定工作。
由于浇铸过程一般是在真空高压或高温高压等环境下进行的，为减小保护壳31 内数据采集记录仪2受压カ以及温度的影响，保护壳31可由金属材料制成，例如在本发明的ー个具体示例中，保护壳31可由钢制成。由此，可有效防止数据采集记录仪2在工作过程中受压カ及温度的影响，保证数据采集记录仪2正常工作。当然，本发明并不限于此，在本发明的其它实施例中，保护壳31也可由其它金属或金属合金制成，例如由铝合金或钛合金制成。
如图2-图4所示，绝热层32设在所述腔室内且包覆在数据采集记录仪2外侧，绝热层32具有预定厚度。这里的预定厚度，可以理解对本领域内的普通技术人员而言，可根据不同金属或合金的浇铸温度不同来灵活设置绝缘层32的厚度，从而使绝热层32能够更好地对数据采集记录仪2保护，防止浇铸容器内的高温损坏数据采集记录仪2，进而保证数据采集记录仪2测得数据的真实性。
由于石棉绒具有质量轻，绝热性能好，可承受高温等诸多优点，因此绝热层32可采用石棉绒，也就是说，在实际测量过程中，数据采集记录仪2外侧可填充有适当厚度的石棉绒用于保护数据采集记录仪2，防止高温下数据采集记录仪2损坏不能工作。
如图3所示，本体311的周壁上设有贯通所述周壁的两个通孔313，第一热电极11 和第二热电极12分别穿过两个通孔313和绝热层32与数据采集记录仪2相连。
在本发明的一个示例中，如图I所示，测温装置100进ー步包括支撑定位管14和绝缘管15。支撑定位管14设在第一热电极11和第二热电极12的外侧且邻近测温端13设置，用于将第一热电极11和第二热电极12支撑定位在测温点。可选地，支撑定位管14可为刚玉管。绝缘管15分别套设在第一热电极11和第二热电极12的外侧以将第一热电极 11和第二热电极12之间绝缘，防止第一热电极11和第二热电极12接触短路，从而使热电偶I能够正常工作。可选地，绝热管15可为陶瓷管。
下面将參考图5和图6描述利用测温装置100测量密闭浇铸容器内温度的两个具体实施例。其中附图5示出了测温装置100安装在钛合金浇铸容器内的示意图，附图6示出了测温装置100安装在高温合金浇铸容器内的示意图。
如图5所示,在测量钛合金烧铸容器内钛合金液体的温度和/或钛合金铸型温度时，首先，选择适宜测量钛合金浇铸温度的热电偶类型，在本具体实施例中选择钨铼热电偶。然后，根据数据采集记录仪2的大小例如用钢材料来制作保护壳31，并在数据采集记录仪2和保护壳31之间填充大约10_厚的石棉绒，将钨铼热电偶的热电极与数据采集记录仪2相连，同时将钨铼热电偶的测温端预先固定在待测点。
最后，启动数据采集记录仪2并开始浇铸，浇铸完成后取出数据采集记录仪2，经过检查发现数据采集记录仪2正常工作且没有损坏痕迹，由此说明保护装置3保护得当，所记录的数据真实可靠，此时可将数据采集记录仪2与电脑连接以读取浇铸过程中存储的数据，通过对这些数据进行分析、处理最終得到待测点温度随时间的变化曲线，从而便于分析钛合金的整个浇铸过程并对钛合金浇铸エ艺进行改进优化。
需要说明的是，由于钛合金浇铸过程中，钛合金鋳型需要以一定的速度旋转，此时保护装置3可设置在离心盘200上。其中保护装置3可采用点焊的方式固定在离心盘200 上，在测量结束后通过切割的方式取下保护装置3。当然，保护装置3也可通过螺栓与离心盘200可拆卸地连接。
如图6所示，在測量高温合金浇铸容器内高温合金液体的温度和/或高温合金铸型温度时，选择双钼铑热电偶并根据数据采集记录仪2的大小制作保护壳31。然后，在数据采集记录仪2和保护壳31之间填充大约6_厚的石棉绒，将双钼铑热电偶与数据采集记录仪2相连，同时将双钼铑热电偶的测温端预先固定在待测点。
最后，启动数据采集记录仪2并开始浇铸，浇铸完成后取出数据采集记录仪2，经过检查发现数据采集记录仪2正常工作且没有损坏痕迹，由此说明保护装置3保护得当，所记录的数据真实可靠，此时可将数据采集记录仪2与电脑连接以读取浇铸过程中存储的数据，通过对这些数据进行分析、处理最終得到待测点温度随时间的变化曲线，从而便于分析高温合金的整个浇铸过程并对高温合金的浇铸エ艺进行改进优化。这里，需要说明的是，高温合金即指温度在650°C以上具有一定力学性能、抗氧化、耐腐蚀性能的合金。
根据本发明实施例的用于测量密闭浇铸容器内温度的测温装置100，实现了在密闭浇铸容器内对铸造过程温度场的接触式測量，本测温装置100便于生产现场的实际安装操作，精度可靠，与传统红外测温方式相比，不仅测量精度大大提高，同时还实现了对浇铸容器内部温度的測量，结构紧凑，具有突出的进步和显著的实用效果。
在本说明书的描述中，參考术语“ー个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“ー些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少ー个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解在不脱离本发明的原理和宗g的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
1.一种用于测量密闭浇铸容器内温度的测温装置，其特征在于，包括 热电偶，所述热电偶具有两个热电极和连接在所述两个热电极之间的测温端以测出温度； 数据采集记录仪，所述数据采集记录仪分别与所述热电偶的两个热电极相连以对所述测出的温度进行记录和采集；和 保护装置，其中所述数据采集记录仪设在所述保护装置内。
2.根据权利要求I所述的用于测量密闭浇铸容器内温度的测温装置，其特征在于，所述保护装置包括 保护壳，所述保护壳内具有腔室； 具有预定厚度的绝热层，所述绝热层设在所述腔室内且包覆在所述数据采集记录仪外侧。
3.根据权利要求2所述的用于测量密闭浇铸容器内温度的测温装置，其特征在于，所述绝热层为石棉绒。
4.根据权利要求2或3所述的用于测量密闭浇铸容器内温度的测温装置，其特征在于，所述保护壳包括 本体，所述本体中空且具有开口 ；和 盖体，所述盖体封闭所述开口以在所述本体和所述盖体之间限定出所述腔室。
5.根据权利要求4所述的用于测量密闭浇铸容器内温度的测温装置，其特征在于，所述本体的周壁上设有贯通所述周壁的两个通孔，所述两个热电极分别穿过所述两个通孔和所述绝热层与所述数据采集记录仪相连。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的用于测量密闭浇铸容器内温度的测温装置，其特征在于，所述保护壳由金属材料制成。
7.根据权利要求6所述的用于测量密闭浇铸容器内温度的测温装置，其特征在于，所述保护壳由钢制成。
8.根据权利要求I所述的用于测量密闭浇铸容器内温度的测温装置，其特征在于，进一步包括 支撑定位管，所述支撑定位管设在所述两个热电极的外侧且邻近所述测温端设置；和 绝缘管，所述绝缘管分别套设在所述两个热电极的外侧以将所述两个热电极之间绝缘。
9.根据权利要求8所述的用于测量密闭浇铸容器内温度的测温装置，其特征在于，所述支撑定位管为刚玉管。
10.根据权利要求8或9所述的用于测量密闭浇铸容器内温度的测温装置，其特征在于，所述绝缘管为陶瓷管。
全文摘要
本发明公开了一种用于测量密闭浇铸容器内温度的测温装置，包括热电偶，所述热电偶具有两个热电极和连接在所述两个热电极之间的测温端以测出温度；数据采集记录仪，所述数据采集记录仪分别与所述热电偶的两个热电极相连以对所述测出的温度进行采集和记录；和保护装置，其中所述数据采集记录仪设在所述保护装置内。根据本发明实施例的测温装置，可对密闭浇铸容器内的金属液和/或铸型温度的变化进行跟踪测量并记录在数据采集记录仪中，测量精度好，灵敏度高，而且安装简单方便，在浇铸结束后通过对测量数据分析从而改进浇铸工艺，提高产品质量。
文档编号G01K7/04GK102636280SQ201210099550
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月6日 优先权日2012年4月6日
发明者吕志刚, 张贺 申请人:清华大学