专利名称：一种激光测试喷嘴粒度的方法
技术领域：
本发明属于冶金测试技术领域，特别是提供了一种激光测试喷嘴粒度的方法。主要是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：
在连铸坯的冷却过程中，二冷区的冷却凝固是铸坯凝固的关键环节。而二冷区喷嘴的粒度特性对铸坯表面质量及其冷却性能有很大的影响。目前常用的测定颗粒粒度组成的方法有筛析法、水析法和显微镜法。①筛析法，用于测定250 O. 038mm的物料粒度。实验室标准套筛的测定范围为6 O. 038mm ;但难以测量粘性和成团的材料；测量时间和操作方法必须严格标准化；不能产生真实的重量分布；小尺寸筛网易被物料堵塞，且难以清洗；筛网强度低，易破损。②水析法，以颗粒在水中的沉降速度确定颗粒的粒度，用于测定小 于O. 074mm物料的粒度；测量速度慢，平均测量时间要半个多小时，很难重复分析；必须精确的控制以防止温度梯度和粘度变化；不能处理不同密度的混合物。③显微镜法，能逐个测定颗粒的投影面积，以确定颗粒的粒度，光学显微镜的测定范围为150 O. 4μ m，电子显微镜的测定下限粒度可达O. 001 μ m或更小。代表性差，速度慢，无法测超细颗粒。
发明内容
本发明的目的在于提供一种激光测试喷嘴粒度的方法，克服了述现有技术代表性差，速度慢，无法测超细颗粒的不足；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，测量范围一般在5-2000 μ 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。本激光粒度测试方法的基本工作原理是利用光的散射法来测量粒子尺寸分布。具体为从激光器发出的激光束经过显微物镜聚焦。针孔滤波和准直镜准直后，变成约10_左右的平行光束。该光束照射到待测的颗粒上，一部分光被散射。散射光经过傅立叶透镜后，照射到光电探测器阵列上。由于光电探测器处在傅立叶透镜的焦平面上，因此探测器上的任一点都对应于某一确定的散射角。光电探测器阵列由一系列同心环带组成，每个环带是一个独立的探测器，能将投射到上面的散射光能线性的转换成电压，然后送给数据采集卡，在进行A/D转换送入计算机。再利用各种算法来求得粒子的尺寸分布。本发明的粒度测试在激光测试喷嘴粒度装置上进行，该装置包括机械台架、激光粒度测试仪、测控系统计算机和喷水管路和气体管路。测控系统计算机通过电磁阀及调节阀控制喷水管路的水压、水流量及气体管路的气压、气流量；喷嘴固定在机械台架上，测控系统计算机通过伺服机构控制机械台架的运动；激光粒度测试仪的发射器与接收器分布在喷嘴的两侧，接收器通过数据线将采集的数据输入到测控系统计算机中。工艺步骤为I)将待测喷嘴安装在机械台架上面，能进行垂直和水平方向的运动，在系统中垂直运动定义为向上、向下，最上端为起点，水平方向定义为向左、向右，最左端为起点，两个方向的运动分别在手动操作台、计算机软件上操作；喷嘴移动范围x 0-200mm Z 0-250mm ；2)调试激光粒度测试仪，根据所需要测量范围选择镜头倍数并安装镜头，并调整焦距对中，使之能够采集到的背景信号显示正常；镜头倍数分为300、500、800、1000倍四种；3)根据测试需要的工况条件，设定喷嘴的水压、气压、水流量、气流量参数；各工况参数的量程分别为水压ο-l. 6MPa，气压0-1. OMPa，水流量0-10001/min，气流量0-600Nm3/h ；4)采集数据，测粒度平均直径范围为5 μ m-2000 μ m,激光粒度测试仪将采集到的信息输入到测控系统的信号隔离调理箱-信号分配箱-粒度主机，经过测试软件的分析和处理，得到喷嘴水雾的粒度大小和粒度的分布状态，并生成相关的测试报告；表I重量分布数据。
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SW= 66, 30 am343二 79. 18 umSPAN= 0. 95本发明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，该方法具有自动化程度高，操作简单，测试结果精度高的优点。
图I为重量分布图。
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。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.打开激光粒度测试仪，根据所需要测量粒径范围选择镜头倍数并安装镜头，并调整焦距并对中，使之能够采集到的背景信号显示正常。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(I/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 0-10001/min，气流量 0-600 Nm3/h ；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，得到喷嘴的重量分布数据表和重 量分布图。
权利要求
1.一种激光测试喷嘴粒度的方法，其特征在于 1)将待测喷嘴安装在机械台架上面，能进行垂直和水平方向的运动，在系统中垂直运动定义为向上、向下，最上端为起点，水平方向定义为向左、向右，最左端为起点，两个方向的运动分别在手动操作台、计算机软件上操作；喷嘴移动范围x 0-200mm Z 0-250mm ； 2)调试激光粒度测试仪，根据所需要测量范围选择镜头倍数并安装镜头，并调整焦距对中，使之能够采集到的背景信号显示正常；镜头倍数分为300、500、800、1000倍四种； 3)根据测试需要的工况条件，设定喷嘴的水压、气压、水流量、气流量参数；，各工况参数的量程分别为水压0-1. 6MPa，气压0-1. OMPa，水流量0-10001/min，气流量0-600 Nm3/h ； 4)采集数据，测粒度平均直径范围为5μ m-2000 μ m，激光粒度测试仪将采集到的信息输入到测控系统的信号隔离调理箱-信号分配箱-粒度主机，经过测试软件的分析和处理，得到喷嘴水雾的粒度大小和粒度的分布状态，并生成相关的测试报告； 粒度测试在激光测试喷嘴粒度装置上进行。
2.根据权利要求I所述的激光测试喷嘴粒度的方法，其特征在于所述的激光测试喷嘴粒度装置包括机械台架、激光粒度测试仪、测控系统计算机和喷水管路和气体管路；测控系统计算机通过电磁阀及调节阀控制喷水管路的水压、水流量及气体管路的气压、气流量；喷嘴固定在机械台架上，测控系统计算机通过伺服机构控制机械台架的运动；激光粒度测试仪的发射器与接收器分布在喷嘴的两侧，接收器通过数据线将采集的数据输入到测控系统计算机中。
全文摘要
一种激光测试喷嘴粒度的方法，属于冶金测试技术领域。主要用于连续铸钢过程中二冷喷嘴喷雾粒度的检测。喷嘴固定在机械台架上面，可以通过控制伺服系统对喷嘴进行垂直和水平位置的自动调节。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。该检测方法操作方便、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G01N15/02GK102841042SQ20121033167
公开日2012年12月26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