专利名称：一种激光测试喷嘴粒度装置的制作方法
技术领域：
本发明属于连铸测试技术领域，特别是提供了一种激光测试喷嘴粒度装置；针对连铸机二冷喷嘴的粒度测试，能够精确测试出喷嘴喷雾的粒度大小。
背景技术：
目前，喷嘴粒度测试系统一般测量范围较窄，测量精度低，速度慢，需要人工来调节喷嘴的位置，自动化程度低，还没有专门针对冶金领域喷嘴粒度的测试装置；而冶金领域喷嘴的测试对于研究铸坯的冷却以及表面质量有着非常重要的作用，因此亟需能够解决该问题的装置。因此能够克服上述测试装置的不足，并能够很好的测试喷嘴喷雾的粒度是本专利 解决的问题。

发明内容
本发明的目的在于提供一种激光测试喷嘴粒度装置，解决了上述现有技术的测量范围较窄，测量精度低，速度慢等问题。自动检测喷嘴喷雾粒度特性，采用激光粒度测试方法，静态激光光散射法主要测定微米级颗粒，测量范围在5-2000 y m，获得的是等效球体积分布，测量准确，速度快，代表性强，重复性好。本发明包括机械台架I、喷嘴2、激光粒度测试仪3、测控系统计算机和喷水管路和气体管路；喷嘴2安装在机械台架I上，连接喷水管路和气体管路；激光粒度测试仪3的发射器16与接收器15安装在喷嘴2的两侧，激光粒度测试仪3的发射器16发射激光穿过喷嘴2喷出的水雾，由激光粒度测试仪3的接收器15接收到；激光粒度测试仪3的接收器15的数据输出线与测控系统计算机相连。所述激光粒度测试仪由发射器16和接收器15两部分组成，激光粒度测试仪的数据线连接测控系统计算机上。本发明所述的喷嘴2是可以移动的，由机械台架I上的机械手带动，能够进行平行移动和垂直移动，喷嘴的移动范围为X 200mm Z :250mm。本发明所述的激光粒度测试仪3的镜头倍数分为300、500、800、1000倍四种，测试粒度直径范围为5-2000 iim。本发明所述的测控系统计算机由信号隔离调整箱4、信号分配箱5、粒度主机6、UPS电源模块7、运动控制箱8组成；UPS电源模块7连接粒度主机6，给粒度主机6供应稳定电源；激光粒度测试仪3的数据线连接信号隔离调整箱4，信号隔离调整箱4连接信号分配箱5，信号分配箱5连接粒度主机6，将测试数据输入到粒度主机6中；粒度主机6连接运动控制箱8,运动控制箱8同时和机械台架I与电磁阀11连接，起到控制机械台架I和电磁阀11的作用。粒度主机6上安装专门的操作软件，主要包括喷嘴测试系统-粒度系统软件和激光系统软件。本发明所述喷水管路和气体管路包括水泵9、调节阀10、电磁阀11、流量计12、空气压缩机13、管道14。喷水管路连接关系为水泵9连接管道14，管道14再连接流量计12，流量计12再连接电磁阀11，电磁阀11再连接调节阀10，调节阀10再连接管道14，管道14再连接喷嘴2水管接口 ；气体管路连接关系为空气压缩机13连接管道14，管道14再连接流量计12，流量计12再连接电磁阀11，电磁阀11再连接调节阀10，调节阀10再连接管道14，管道14再连接喷嘴2气管接口。调节阀能够实现计算机控制自动调节水压、气压以及水流量和气流量的；各工况参数的量程分别为水压0-1. 6MPa，气压0-1. OMPa，水流量0-1000L/min，气流量0-600Nm3/h。测试过程中需要根据喷嘴工作时的水流量、气流量大小来选择相应的流量计，并且使用一只调节阀进行调节。本系统采用机电一体化的设计，整个过程都可以由计算机控制进行，测试结果直接以报告的形式打印出来，同时测试结束后可以得到喷嘴的水雾粒度的分布曲线及其数据。试验结果可以保存到数据库，可在数据库中查看不同喷嘴和不同条件下的粒度分布，进行比较，从而得到适合于生产实际的喷嘴和工作条件。
本发明的有点在于，能够全自动调节喷嘴的位置和方向，自动调节喷嘴水流量和气流量，能够利用激光精确测量喷嘴的粒度，并且自动化程度高，操作简单，测试结果精度闻。


图I为激光测试粒度装置布置示意图。机械台架I、喷嘴2、激光粒度测试仪3、信号隔离调整箱4、信号分配箱5、粒度主机6、UPS电源模块7、运动控制箱8、水泵9、调节阀10、电磁阀11、流量计12、空气压缩机13、管道14、接收器15、发射器16。图2为喷嘴自动控制机械台架示意图。喷嘴2、喷嘴固定螺栓17、喷嘴水、汽软管18、水平移动臂19、控制系统箱20、水、气管接口 21、垂直移动臂22、底座23。
具体实施例方式以下的实例用于阐述本发明，但本发明的保护范围并不仅限于以下实施例。本发明包括机械台架I、喷嘴2、激光粒度测试仪3、测控系统计算机和喷水管路和气体管路；喷嘴2安装在机械台架I上，连接喷水管路和气体管路；激光粒度测试仪3的发射器16与接收器15安装在喷嘴2的两侧，激光粒度测试仪3的发射器16发射激光穿过喷嘴2喷出的水雾，由激光粒度测试仪3的接收器15接收到；激光粒度测试仪3的接收器15的数据输出线与测控系统计算机相连。所述激光粒度测试仪由发射器16和接收器15两部分组成，激光粒度测试仪的数据线连接测控系统计算机上。I.将喷嘴安装在机械台架上，并固定好，按照测试要求调节喷嘴的水平及垂直距离；2.激光粒度仪的调节(I)打开激光电源，激光器预热后稳定出光。检查激光的质量，如果光斑中心不亮或不均匀，可打开发射器顶盖，小心旋转针孔调节螺钉。调整三个发射器调节螺钉，使出射激光束水平。(2)对中调整将接收器移到F=IOOOmm处，用螺钉固定.然后将两个调整圆环分别放到相应的位置，带有螺纹的圆环安到接收透镜架上，另一个没有螺纹的圆环装到接收器上。然后打开激光器进行调整，调整激光器底部的支撑螺钉，使激光正好穿过两个调整圆环的中心。根据三点一线原理，可以确定这样就是达到了对中的效果。(3)根据测量范围，选择合适的接收透镜。物镜焦距300mm测量粒径范围为5-584Mm ;物镜焦距500mm测量粒径范围为9_975Mm ;物镜焦距800mm测量粒径范围为14-1579Mm ;物镜焦距800mm测量粒径范围为18_2000Mm。(4)根据所选定的接收透镜的焦距，确定接收器的位置，其位置离发射器由近及远依次为F = 300，F = 500，F = 800，F = 1000。接收器安装方法根据镜头焦距，将接收器推到对应位置，并旋紧固紧螺钉。(5)打开接收器电源开关，并打开计算机电源，运行粒度测试软件，点击主菜单“选择焦距”和“对中”按钮，通过调节接收器上的水平调整按钮和垂直调整按钮来进行对中，使波形从左向右依次降低为最理想，然后采集背景。
3.根据测试需要的工况条件，设定喷嘴的水压(MPa)、气压(MPa)、水流量(L/min)、气流量等参数(Nm3/h)，各工况参数的量程分别为水压0-1. 6MPa，气压0-1. OMPadK流量0-1000L/min，气流量0-600 Nm3/h ;进行数据采集。4.测试完毕后，喷嘴喷雾粒度经过激光测试仪采集到的数据经过信息分配箱、信息隔离调理箱处理后，输入计算机，进行数据分析和处理，得到喷嘴的粒度分布特征图。
权利要求
1.一种喷嘴激光粒度测试装置，包括机械台架、喷嘴、激光粒度测试仪、测控系统计算机和喷水管路和气体管路；其特征在于喷嘴(2)安装在机械台架(I)上，连接喷水管路和气体管路；激光粒度测试仪(3)安装在喷嘴(2)下面，激光粒度测试仪(3)、发射器(16)和接收器(15)的水平连线与喷嘴(2)在同一平面内并与喷嘴垂直；激光粒度测试仪(3)的数据输出线与测控系统计算机相连。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于所述的喷嘴(2)是能移动的，由机械台架(I)上的机械手带动，能够进行平行移动和垂直移动，喷嘴(2)的移动范围为X 200mm Z .250mmo
3.根据权利要求I所述的装置，其特征在于所述的激光粒度测试仪(3)的镜头倍数分为300、500、800、1000倍四种，测试粒度直径范围为5-2000 μ m。
4.根据权利要求I所述的装置，其特征在于测控系统计算机由信号隔离调整箱(4)、信号分配箱(5)、粒度主机(6)、UPS电源模块(7)、运动控制箱(8)组成；UPS电源模块(7)连接粒度主机(6);激光粒度测试仪(3)的数据线连接信号隔离调整箱(4)，信号隔离调整箱(4)连接信号分配箱(5)，信号分配箱(5)连接粒度主机(6);粒度主机(6)连接运动控制箱(8)，运动控制箱(8)同时和机械台架(I)与电磁阀(11)连接。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于粒度主机(6)上安装专门的操作软件，所述的专门的操作软件包括喷嘴测试系统-粒度系统软件和激光系统软件。
6.根据权利要求I所述的装置，其特征在于喷水管路和气体管路系统包括水泵9、调节阀10、电磁阀11、流量计12、空气压缩机13、管道14 ;喷水管路连接关系为水泵(9)连接管道(14)，管道(14)再连接流量计(12)，流量计(12)再连接电磁阀(11)，电磁阀(110再连接调节阀(10)，调节阀(10)再连接管道(14)，管道(14)再连接喷嘴(2)水管接口 ；气体管路连接关系为空气压缩机(13)连接管道(14)，管道(14)再连接流量计(12)，流量计(12)再连接电磁阀(11)，电磁阀(11)再连接调节阀(10)，调节阀(10)再连接管道(140，管道(14)再连接喷嘴(2)气管接口。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于喷水管路和气体管路系统的水压、气压、水流量和气流量的量程分别为水压0-1. 6MPa，气压0-1. OMPa，水流量0-1000L/min，气流量 0-600 NmVh。
全文摘要
一种激光测试喷嘴粒度装置，属于连铸测试技术领域。包括机械台架、喷嘴、激光粒度测试仪、测控系统计算机和喷水管路和气体管路；喷嘴(2)安装在机械台架(1)上，连接喷水管路和气体管路；激光粒度测试仪(3)安装在喷嘴(2)下面，激光粒度测试仪(3)、发射器(16)和接收器(15)的水平连线与喷嘴(2)在同一平面内并与喷嘴垂直；激光粒度测试仪(3)的数据输出线与测控系统计算机相连。该系统可以对喷嘴喷雾的粒度进行检测，可测粒度平均直径范围为5μm-2000μm，并生成相关的测试报告。该检测装置操作方便、测量精度高、速度快，代表性强，重复性好的优点，与生产参数结合紧密，为连铸生产过程提供指导性的作用。
文档编号G01N15/02GK102854098SQ20121033155
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者王坤, 王立峰, 杨子森, 管序荣, 孙齐松, 朱国森, 吕迺冰, 丁宁 申请人:首钢总公司