[发明专利]一种原位观察连铸保护渣相变过程热流密度的装置及方法

权利要求书

1.一种原位观察连铸保护渣相变过程热流密度的装置，其特征在于，包括：

样品室，用于盛放样品；

加载系统，用于从顶部对样品施加载荷；

加热系统，对样品室内的样品进行加热；

测温记录组件，包括从上到下间隔布置在样品室底壁内的至少三根热电偶，以及与热电偶连接的温度数据采集系统；

红外测温仪，用于对样品室内的样品进行实时温度测量；

所述样品室的底部设有对样品室底壁进行冷却的冷却回路，所述冷却回路中通有冷却介质，计算机通过红外测温仪和温度数据采集系统采集的数据计算获得测试样品总热阻R_tot、加载系统-样品界面热阻R_p-s、样品-样品室内底面界面热阻R_s-w、测试样品不同时刻各个位置上的辐射传热热流密度q_r和传导传热热流密度q_c。

2.根据权利要求1所述的原位观察连铸保护渣相变过程热流密度的装置，其特征在于：还包括绝热封闭罩，所述样品室、加载系统和加热系统收容在所述绝热封闭罩的密闭内腔中，所述密闭内腔的侧壁上设有通气口和出气口。

3.根据权利要求2所述的原位观察连铸保护渣相变过程热流密度的装置，其特征在于：所述样品室由红外透镜环、与红外透镜环底部对接的冷却基座保温套和滑动设置在冷却基座保温套内的冷却基座围成。

4.根据权利要求2所述的原位观察连铸保护渣相变过程热流密度的装置，其特征在于：所述密闭内腔的侧壁上设有红外透镜窥孔，所述红外测温仪透过所述红外透镜环、红外透镜窥孔对样品进行实时温度测量。

5.根据权利要求3所述的原位观察连铸保护渣相变过程热流密度的装置，其特征在于：所述冷却基座通过可上下升降的基座升降台与密闭内腔固定连接，所述冷却回路设置在基座升降台内。

6.根据权利要求2所述的原位观察连铸保护渣相变过程热流密度的装置，其特征在于：所述加热系统包括位于样品室正上方的红外发生器和与红外发生器电性连接的供电控制系统。

7.根据权利要求2所述的原位观察连铸保护渣相变过程热流密度的装置，其特征在于：所述加载系统包括覆盖在样品上端面的压力盖板和用于对压力盖板施加载荷的配重块。

8.一种原位观察连铸保护渣相变过程热流密度的方法，其特征在于，采用权利要求2-7任一项所述的装置，包括如下步骤：

S1、准备好待测样品，将其置于样品室内并通过加载系统施加载荷，以满足测试的压力条件；

S2、开启冷却回路上的控制阀门，调节冷却介质的流量和温度以控制样品室内底面的温度；

S3、对密闭内腔内的气氛进行调节，利用加热系统对样品进行加热，加热过程中数据采集系统自动采集热电偶温度数据，红外测温仪全程记录测试过程中样品室内样品的红外数据；

S4、将红外测温仪和数据采集系统收集到的测试数据输入计算机进行计算，最终获得测试样品总热阻R_tot、加载系统-样品界面热阻R_p-s、样品-样品室内底面界面热阻R_s-w、测试样品不同时刻的各个位置上的辐射传热热流密度q_r和传导传热热流密度q_c。

9.根据权利要求8所述的原位观察连铸保护渣相变过程热流密度的方法，其特征在于：各所述热电偶位于同一平面内并保持平行，且其尖端测温头皆位于样品室底壁的轴向中心线上。