一种高温共聚焦熔化结晶炉及其温度测定装置的制作方法

本发明属于高温共聚焦领域，涉及一种高温共聚焦熔化结晶炉及其温度测定装置。

背景技术：

在冶金、硅酸盐、化工、医药等行业中，由于要经常使用不同地方和不同时期的原辅材料，采用不同的控温制度使生产及设备顺行、产品质量达标、节约能源等，常常需要知道生产过程中各种物质的熔化温度及结晶温度。一般这些物质的熔化结晶温度采用热丝法进行测量，但这种加热元件和被测物体接触的测量方式存在以下问题：第一点是测温不准，因为它的加热元件热电偶同时作为测温元件，加热段的电流会影响到测温信号，导致测温不准确；第二点是每次测量只能加装不到1克的物料，达不到需要大剂量观察物料熔化结晶的要求。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种能准确测温的高温共聚焦熔化结晶炉及其温度测定装置。

本发明可通过以下技术方案实现：一种高温共聚焦熔化结晶炉，包括密闭的炉体，炉体通过一隔板分为上炉体和下炉体，所述上炉体的内腔呈椭圆形，所述下炉体中安装有卤素灯泡，卤素灯泡的上端穿过隔板并伸入上炉体的内腔，所述卤素灯泡的发光中心位于上炉体椭圆形内腔的一个焦点上，所述上炉体上设有供刚玉支撑杆通过的让位孔，用于安装坩埚和热电偶，所述上炉体上设有用于观察坩埚的观察口，观察口上嵌设有透明盖。

优选地，所述上炉体上开设有环形孔，形成第一冷却水箱，所述上炉体上连接有与第一冷却水箱连通的第一进水管和第一出水管。

优选地，所述第一进水管位于第一出水管的下方。

优选地，所述卤素灯泡通过一灯座安装在下炉体中，灯座上安装有第二冷却水箱，所述下炉体上设有与第二冷却水箱连通的第二进水管和第二出水管。

优选地，所述下炉体上设有进气管，所述上炉体上设有出气管。

优选地，所述上炉体的内腔表面镀有一层黄金。

优选地，所述观察口上设有一u型槽，用于取放透明盖。

一种上述的高温共聚焦熔化结晶炉的温度测定装置，所述上炉体的让位孔中安装刚玉支撑杆，所述刚玉支撑杆上安装坩埚和热电偶，所述坩埚位于上炉体椭圆形内腔的另一个焦点上，还包括与热电偶电连接的电气仪表，用于显示坩埚中物料的温度，在所述上炉体的上方安装有显微镜，显微镜的成像位置安装有ccd摄像机，ccd摄像机与一计算机电连接。

优选地，还包括底座，底座上立设有支撑柱，支撑柱上设有升降机构，升降机构上安装有固定座，固定座上设有一可水平摆动的摆臂，所述显微镜安装在所述摆臂上。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

1.本发明中的热电偶仅作为测温元件，使得其测量的温度更准确；

2.本发明采用卤素灯泡作为加热元件，将上炉体的内腔设计为椭圆形，利用椭圆焦点对称的性质，将作为加热元件的卤素灯泡和放置物料的坩埚分别置于该上炉体椭圆形内腔的两个焦点上，这样卤素灯泡的光线可以快速全部地聚焦在坩埚的物料上，实现了加热元件和物料以非接触的方式快速升温；

3.本发明在上炉体的内腔表面镀有一层黄金，提高了上炉体椭圆形内腔的反光率，进一步提高了升温速度；

4.本发明在上炉体上开设有环形孔，形成第一冷却水箱，上炉体上连接有与第一冷却水箱连通的第一进水管和第一出水管，灯座上安装有第二冷却水箱，下炉体上设有与第二冷却水箱连通的第二进水管和第二出水管，通过向第一冷却水箱和第二冷却水箱中注入循环水可以实现对上炉体和灯座的快速降温；

5.本发明中炉体完全密封，在下炉体上设有进气管，上炉体上设有出气管，可以通过进气管和出气管抽真空、通气体，满足了特殊实验的需求；

6.本发明中观察口上设有用于取放透明盖的u型槽，可以在实验过程中取走透明盖并向坩埚里添加物料，实现了连续实时观测。

附图说明

图1是本发明高温共聚焦熔化结晶炉的结构示意图；

图2是图1的俯视示意图；

图3是本发明高温共聚焦熔化结晶炉的温度测定装置的结构示意图。

附图标记

1为炉体，101为隔板，2为上炉体，201为观察口，2011为u型槽，3为下炉体，4为卤素灯泡，5为刚玉支撑杆，6为让位孔，7为坩埚，8为热电偶，9为透明盖，10为第一冷却水箱，11为第一进水管，12为第一出水管，13为灯座，14为第二冷却水箱，15为第二进水管，16为第二出水管，17为进气管，18为出气管，19为电气仪表，20为显微镜，21为ccd摄像机，22为计算机，23为底座，24为支撑柱，25为升降机构，26为固定座，27为摆臂。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

参见图1-图2，高温共聚焦熔化结晶炉的一种实施例，包括密闭的炉体1，炉体1通过一隔板101分为上炉体2和下炉体3，上炉体2的内腔呈椭圆形，下炉体3中安装有卤素灯泡4，卤素灯泡4的上端穿过隔板101并伸入上炉体2的内腔，卤素灯泡4的发光中心位于上炉体2椭圆形内腔的一个焦点上，上炉体2上设有供刚玉支撑杆5通过的让位孔6，用于安装坩埚7和热电偶8，上炉体2上设有用于观察坩埚7的观察口201，观察口201上嵌设有透明盖9。本实施例中，透明盖9为石英玻璃盖。

上炉体2上开设有环形孔，形成第一冷却水箱10，上炉体2上连接有与第一冷却水箱10连通的第一进水管11和第一出水管12。

第一进水管11位于第一出水管12的下方。利于提高上炉体2的冷却效果。

卤素灯泡4通过一灯座13安装在下炉体3中，灯座13上安装有第二冷却水箱14，下炉体3上设有与第二冷却水箱14连通的第二进水管15和第二出水管16。本实施例中，第二进水管15和第二出水管16并列设置在下炉体3的侧壁上。

下炉体3上设有进气管17，上炉体2上设有出气管18。

上炉体2的内腔表面镀有一层黄金。

观察口201上设有一u型槽2011，用于取放透明盖9。

参见图3，上述的高温共聚焦熔化结晶炉的温度测定装置，上炉体2的让位孔6中安装刚玉支撑杆5，刚玉支撑杆5上安装坩埚7和热电偶8，热电偶8与坩埚7的底部接触，坩埚7位于上炉体椭圆形内腔的另一个焦点上，还包括与热电偶8电连接的电气仪表19，用于显示坩埚7中物料的温度，在上炉体2的上方安装有显微镜20，显微镜20的成像位置安装有ccd摄像机21，ccd摄像机21与一计算机22电连接。本实施例采用1000万像素ccd摄像机21，它可以实现最快60帧/秒的高速扫描，最大保存图像可达3584*2746像素，可以实现自动/手动调整色度、饱和度、亮度、对比度、曝光时间等参数，保证实时图像清晰可靠。

还包括底座23，底座23上立设有支撑柱24，支撑柱24上设有升降机构25，升降机构25上安装有固定座26，固定座26上设有一可水平摆动的摆臂27，显微镜20安装在摆臂27上。实现了显微镜20在上下方向和水平方向的自由移动，提高了实验效率。

工作过程如下：

首先，点亮卤素灯泡4，上炉体2椭圆形内腔中的光线聚焦在坩埚7中的物料上，热电偶8将坩埚7底部的实时温度显示在电气仪表19上，利用显微镜30透过观察口201的透明盖9来观察坩埚7中的物料，并将图像经ccd摄像机21投射在计算机21上进行放大观察，观察到物料熔化和结晶时记录电气仪表19的温度数值，完成温度的测定，通过向第一冷却水箱10和第二冷却水箱14中注入循环水对上炉体2和灯座13快速降温。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。