一種樣品高溫形態(tài)測試儀的制作方法

本實(shí)用新型涉及檢測分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種樣品高溫形態(tài)測試儀。

背景技術(shù)：

灰熔融測試儀器是用于檢測煤樣灰錐的熔融性的儀器，灰錐的熔融性直接關(guān)系到電廠鍋爐是否有燒結(jié)及燒結(jié)的嚴(yán)重程度，對鍋爐及水泥立窯等安全使用的影響極大。目前的灰熔融測試儀中，煤樣灰錐設(shè)置于托板上，而托板固定于托杯上。在測試過程中，托杯帶動托板旋轉(zhuǎn)，使煤樣灰錐在高溫爐管恒溫區(qū)內(nèi)旋轉(zhuǎn)而均勻升溫加熱，直至煤樣灰錐達(dá)到熔融狀態(tài)。在此過程中，由攝像機(jī)構(gòu)實(shí)時進(jìn)行拍照取像，通過電腦或人工分析，得出煤樣的變形、軟化、半球及流動四個特征點(diǎn)的溫度。

如圖1所示，現(xiàn)有的灰熔融測試儀中，爐管101上靠近攝像機(jī)102的一側(cè)設(shè)有取像管103，與取像管103相對的一側(cè)設(shè)有背景管104，背景管104的空腔有效地防止了光的反射，形成明顯區(qū)別于樣品以及周圍托板、爐管101的相對暗色背景，以便于攝像機(jī)102對樣品的有效識別。背景管104的設(shè)置導(dǎo)致爐管101的設(shè)計(jì)復(fù)雜，可靠性降低。并且現(xiàn)有的樣品高溫形態(tài)測試儀為保證攝像機(jī)一次取像時僅拍攝到一個樣品，需要透過靠近攝像機(jī)一側(cè)的兩個樣品的間隙來拍攝遠(yuǎn)離攝像機(jī)的一個樣品，導(dǎo)致放樣數(shù)量有限。目前市場上60mm直徑的樣品托板，理論上只能放置5個國標(biāo)的樣品，托板利用率低，每次測試需要5個小時以上，測試功率要超過3千瓦，單次實(shí)驗(yàn)樣品測試效率較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是解決現(xiàn)有技術(shù)中樣品高溫形態(tài)測試儀測試效率低且爐管設(shè)計(jì)復(fù)雜的問題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種樣品高溫形態(tài)測試儀，包括高溫爐、爐管、背景板、取像組件以及圓盤形的托板，所述爐管設(shè)于所述高溫爐內(nèi)，所述爐管包括和設(shè)于所述樣品放置腔側(cè)壁上與所述樣品放置腔相連通的取像腔，所述托板設(shè)于所述樣品放置腔內(nèi)，所述托板的下方設(shè)有用于驅(qū)動所述托板在所述爐管內(nèi)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；所述取像組件用于獲得所述托板上待測樣品的圖像；所述背景板位于所述托板的中部，且與所述取像腔相對設(shè)置；還包括激光器，所述激光器投射到所述背景板上的光斑形成亮色背景，調(diào)節(jié)光斑與所述待測樣品的相對位置，使所述取像組件拍攝下不同光斑位置下的待測樣品圖像并通過圖像合成模塊得到完整的待測樣品圖像。

根據(jù)本實(shí)用新型，所述激光器產(chǎn)生的光斑為線性光斑。

根據(jù)本實(shí)用新型，所述背景板為反射元件。

根據(jù)本實(shí)用新型，所述激光器設(shè)置在所述托板的下方，所述取像組件設(shè)于所述取像腔的開口端。

根據(jù)本實(shí)用新型，所述激光器設(shè)置在取像腔的開口端，所述取像組件設(shè)于所述托板的下方。

根據(jù)本實(shí)用新型，所述激光器連接有偏轉(zhuǎn)裝置。

根據(jù)本實(shí)用新型，所述背景板為透射元件，所述激光器設(shè)于所述爐管的外側(cè)，且所述透射元件的出射端朝向所述待測樣品。

(三)有益效果

本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：本實(shí)用新型實(shí)施例提供的樣品高溫形態(tài)測試儀設(shè)置有位于托板中部的背景板，激光器投射到背景板形成的光斑使得背景板上光斑所在位置形成一個相對亮色的背景區(qū)域，亮色的背景區(qū)域與測試的待測樣品對比明顯，取像組件在高溫下能夠區(qū)分出待測樣品與背景板的特征圖像差異，便于待測樣品的取像，由于激光光斑的面積較小，每次取像組件拍攝的待測樣品圖像均為部分圖像，調(diào)整激光光斑與待測樣品的相對位置，在兩者不同相對位置處進(jìn)行多次拍攝，將多次拍攝得到的圖像通過圖像合成模塊合成得到完整的待測樣品圖像。取像組件可以直接對位于背景板與取像組件之間的待測樣品進(jìn)行拍攝，托板上的待測樣品設(shè)置時可以更加緊湊，每個托板上可以放置更多的待測樣品，提高樣品測試效率，同樣的時間內(nèi)能夠測試更多的待測樣品，提高了能量利用率。常規(guī)的直徑60mm的托板只能放置5個樣品，若采用本實(shí)用新型提供的樣品高溫形態(tài)測試儀，同樣直徑60mm的托板可以放置至少9個以上的樣品；常規(guī)的直徑80mm的托板只能放置9個樣品，若采用本實(shí)用新型提供的樣品高溫形態(tài)測試儀，同樣直徑80mm的托板可以放置至少16個以上的樣品，大大提高了測試效率，節(jié)省了大量能耗。相較于現(xiàn)有的爐管101一端設(shè)置取像管103，另一端設(shè)置背景管104，本實(shí)施例中的爐管結(jié)構(gòu)簡單，提高了爐管的高溫抗裂性。同時，由于激光的光強(qiáng)集中，使得低功率激光的光強(qiáng)也大于其所照射區(qū)域在高溫下的熱輻射，從而實(shí)現(xiàn)在低功率不會對操作人員造成安全問題的范圍內(nèi)，保證局部強(qiáng)度大于爐管內(nèi)的熱輻射強(qiáng)度。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中樣品高溫形態(tài)測試儀的俯視示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的樣品高溫形態(tài)測試儀的俯視示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的樣品高溫形態(tài)測試儀的剖視示意圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的樣品高溫形態(tài)測試儀的左視示意圖；

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的樣品高溫形態(tài)測試儀的剖視示意圖；

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的樣品高溫形態(tài)測試儀的左視示意圖。

圖中：101：爐管；102：攝像機(jī)；103：取像管；104：背景管；1：高溫爐；2：爐管；21：樣品放置腔；22：取像腔；3：背景板；4：取像組件；5：托板；6：激光器；61：光斑；7：灰錐。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

實(shí)施例一

如圖2-圖4所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種樣品高溫形態(tài)測試儀，可以用于煤樣灰錐的熔融性檢測、生物質(zhì)灰的熔融特性檢測，鋼鐵零件的膨脹系數(shù)、熔點(diǎn)等與樣品高溫下形態(tài)有關(guān)的檢測。本實(shí)施例以用于測量煤樣灰錐的灰熔融性為例，灰熔融性測試儀包括高溫爐1、爐管2、背景板3、取像組件4以及圓盤形的托板5，爐管2設(shè)于高溫爐1內(nèi)，爐管2包括樣品放置腔21和設(shè)于樣品放置腔21側(cè)壁上與樣品放置腔21相連通的取像腔22，托板5設(shè)于樣品放置腔21內(nèi)，托板5的下方設(shè)有用于驅(qū)動托板5在爐管2內(nèi)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；取像組件4用于獲得托板5上灰錐7的圖像；背景板3位于托板5的中部，且與取像腔22相對設(shè)置；還包括激光器6，激光器6投射到背景板3上的光斑61形成亮色背景，調(diào)整光斑61與灰錐7的相對位置，使取像組件4拍攝下不同光斑61位置下的灰錐圖像并通過圖像合成模塊得到完整的灰錐圖像。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的樣品高溫形態(tài)測試儀設(shè)置有位于托板5中部的背景板3，激光器6投射到背景板3形成的光斑61使得背景板3上光斑61所在位置形成一個相對亮色的背景區(qū)域，亮色的背景區(qū)域與測試的灰錐7對比明顯，取像組件4在高溫下能夠區(qū)分出煤樣灰錐7與背景板3的特征圖像差異，便于煤樣灰錐7的取像，由于激光光斑61的面積較小，每次取像組件4拍攝的灰錐圖像均為部分圖像，調(diào)整激光光斑61與灰錐7的相對位置，在兩者不同相對位置處進(jìn)行多次拍攝，將多次拍攝得到的圖像通過圖像合成模塊合成得到完整的灰錐圖像。取像組件4可以直接對位于背景板3與取像組件4之間的灰錐7進(jìn)行拍攝，托板5上的灰錐7設(shè)置時可以更加緊湊，每個托板5上可以放置更多的灰錐7，提高樣品測試效率，同樣的時間內(nèi)能夠測試更多的灰錐，提高了能量利用率。常規(guī)的直徑60mm的托板5只能放置5個樣品，若采用本實(shí)用新型提供的樣品高溫形態(tài)測試儀，同樣直徑60mm的托板5可以放置至少9個以上的灰錐7；常規(guī)的直徑80mm的托板5只能放置9個灰錐7，若采用本實(shí)用新型提供的樣品高溫形態(tài)測試儀，同樣直徑80mm的托板5可以放置至少16個以上的灰錐7，大大提高了測試效率，節(jié)省了大量能耗。相較于現(xiàn)有的爐管101一端設(shè)置取像管103，另一端設(shè)置背景管104，本實(shí)施例中的爐管2結(jié)構(gòu)簡單，提高了爐管的高溫抗裂性。同時，由于激光的光強(qiáng)集中，使得低功率激光的光強(qiáng)也大于其所照射區(qū)域在高溫下的熱輻射，從而實(shí)現(xiàn)在低功率不會對操作人員造成安全問題的范圍內(nèi)，保證局部強(qiáng)度大于爐管內(nèi)的熱輻射強(qiáng)度。

進(jìn)一步地，本實(shí)施例中激光器6產(chǎn)生的光斑61為線性光斑。如圖4所示，當(dāng)光斑61為線性光斑時，使光斑61處于靜止?fàn)顟B(tài)，灰錐7隨托板5的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，當(dāng)灰錐7旋轉(zhuǎn)至與光斑61相交時，取像組件4對灰錐7進(jìn)行拍攝，直至灰錐7旋轉(zhuǎn)至與光斑61完全脫離，對取像組件4拍攝到的圖像進(jìn)行合成得到完整的圖像。

進(jìn)一步地，本實(shí)施例中背景板3為優(yōu)選為反射元件。具體地，本實(shí)施例中激光器6設(shè)置在托板5的下方，取像組件4設(shè)于取像腔22的開口端。激光器6發(fā)出的光束投射到背景板上3形成光斑，取像組件4以光斑為背景進(jìn)行拍攝。由于光路的可逆性，當(dāng)背景板3為反射元件時，本實(shí)施例中也可以采用激光器6設(shè)置在取像腔22的開口端，取像組件4設(shè)于托板5的下方。當(dāng)灰錐7旋轉(zhuǎn)至位于激光器6和背景板3之間時，會對激光光束形成阻擋，在背景板3上形成灰錐7的影子，影子使得原有的光斑61有如“月食”的效果。當(dāng)灰錐7與光斑61相交時進(jìn)行拍攝，直至灰錐7與光斑61脫離，停止拍攝，對拍攝到的圖像進(jìn)行合成得到灰錐7的完整的影子圖像。

進(jìn)一步地，本實(shí)施例中激光器6還可以連接有偏轉(zhuǎn)裝置。偏轉(zhuǎn)裝置用于改變激光器6的發(fā)射角度，并根據(jù)所需角度進(jìn)行振動。當(dāng)灰錐7運(yùn)動至取像組件4的拍攝范圍內(nèi)時，停止灰錐的運(yùn)動，偏轉(zhuǎn)帶動激光器6振動，從而實(shí)現(xiàn)激光器6射出至背景板3的光斑61的運(yùn)動，使光斑61的運(yùn)動軌跡覆蓋整個灰錐7所對應(yīng)的區(qū)域，完成一個灰錐7的拍攝。重新啟動灰錐7的轉(zhuǎn)動進(jìn)行另一個灰錐7的拍攝。

本實(shí)施例提供的灰熔融性測試儀的取像方法，包括以下步驟：

S1，當(dāng)灰錐61運(yùn)動至取像組件4的拍攝范圍內(nèi)時，使激光器6射出至背景板3的光斑61與灰錐7產(chǎn)生相對位移，直至光斑61的運(yùn)動軌跡覆蓋整個灰錐7所對應(yīng)的區(qū)域；同時取像組件4進(jìn)行持續(xù)拍攝。

具體地，步驟S1可以是在灰錐7靜止時光斑61運(yùn)動：驅(qū)動灰錐61旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，當(dāng)灰錐61運(yùn)動至取像組件4的拍攝范圍內(nèi)時，停止灰錐4的運(yùn)動，驅(qū)動激光器6射出至背景板3的光斑61運(yùn)動，使光斑61的運(yùn)動軌跡覆蓋整個灰錐所對應(yīng)的區(qū)域。

步驟S1也可以是在光斑61靜止時灰錐7運(yùn)動：當(dāng)光斑61為線性光斑時，使光斑61處于靜止?fàn)顟B(tài)，灰錐7隨托板5的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，當(dāng)灰錐7旋轉(zhuǎn)至與光斑61相交時，取像組件4對灰錐7進(jìn)行拍攝，直至灰錐7旋轉(zhuǎn)至與光斑61完全脫離，停止拍攝。

S2，將激光器6產(chǎn)生的光斑61與灰錐7相對運(yùn)動時取像組件4拍攝的圖片進(jìn)行合成，得到完整的灰錐圖像。

實(shí)施例二

本實(shí)施例二與實(shí)施例一相同的技術(shù)內(nèi)容不重復(fù)描述，實(shí)施例一公開的內(nèi)容也屬于本實(shí)施例二公開的內(nèi)容，本實(shí)施例二與實(shí)施例一的不同之處在于：如圖5和圖6所示，本實(shí)施例中背景板3為透射元件，激光器6設(shè)于爐管101的外側(cè)，且透射元件的出射端朝向灰錐7。由激光器6射出的光線射入到背景板3時，由于背景板3為透射率較高的元件，大部分的能量均可以透過背景板3，在背景板3上形成亮色的背景光斑61。

最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。