[发明专利]一种基于电磁层析成像技术的工业熔池可视化系统及方法

说明书

本发明公开一种基于电磁层析成像技术的工业熔池可视化系统和方法，包括供气装置，所述供气装置连通有熔池装置，所述熔池装置连通有气体收集处理装置，所述供气装置、熔池装置、气体收集处理装置电性连接有电源；所述熔池装置包括透明罩，所述透明罩内安装有真空电磁感应加热装置、电加热装置和第二坩埚，所述第二坩埚与所述真空电磁感应加热装置和所述电加热装置分别可拆卸连接，所述第二坩埚和所述真空电磁感应加热装置配合后又与所述电加热装置配合，所述电加热装置电性连接有电磁层析成像器。本发明在保证生产效率的同时，又节约能耗，由于熔炉内部情况可视化，可及时调整电加热系统的功率以控制电加热装置内温度，提高产品质量。

技术领域

本发明涉及熔池熔炼技术领域，特别是涉及一种基于电磁层析成像技术的工业熔池可视化系统及方法。

背景技术

可视化技术目前已经应用在许多研究过程和工艺技术上，涉及多个领域，例如冶金、化工、生物制药和医学等。其中在工业熔池可视化过程中，利用可视化技术可将工业熔池中熔炼过程以热像图的形式呈现，从而进一步利用计算机对热像图进行相关处理，可得到关于提高工业熔池效率的方法和其影响因素。由于冶金熔池熔炼过程中的反应十分复杂，利用可视化技术可对研究提高工业熔池熔炼效率有很大的帮助。目前可视化技术大致分为三类：电容层析成像系统、电阻层析成像系统和电磁层析成像系统。其中电容层析成像技术和电阻层析成像技术是基于电学原理的电层析成像技术，而电磁层析成像是基于感应的成像技术。电容层析成像技术存在极板的数量无法无限增加、有效面积、电极间边缘效应影响场不均匀性的缺点，难以满足工业熔池可视化的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于电磁层析成像技术的工业熔池可视化系统及方法，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种基于电磁层析成像技术的工业熔池可视化系统，包括供气装置，所述供气装置连通有熔池装置，所述熔池装置连通有气体收集处理装置，所述供气装置、熔池装置、气体收集处理装置电性连接有电源；所述熔池装置包括透明罩，所述透明罩内安装有真空电磁感应加热装置、电加热装置和第二坩埚，所述第二坩埚与所述真空电磁感应加热装置和所述电加热装置分别可拆卸连接，所述第二坩埚和所述真空电磁感应加热装置配合后又与所述电加热装置配合，所述电加热装置电性连接有电磁层析成像器。

优选的，所述真空电磁感应加热装置包括真空电磁感应炉，所述真空电磁感应炉内可拆卸连接有第一坩埚，所述第一坩埚与所述第二坩埚可拆卸连接，所述真空电磁感应炉与所述电源电性连接。

优选的，所述第一坩埚为石墨坩埚，所述第二坩埚为刚玉坩埚。

优选的，所述电加热装置包括电加热底座，所述电加热底座顶面固定有保温缸体，所述保温缸体外侧固定有环形传感器，所述环形传感器与所述电磁层析成像器电性连接，所述保温缸体与所述第二坩埚可拆卸连接。

优选的，所述透明罩内安装有机械臂，所述机械臂与所述第二坩埚可拆卸连接。

优选的，所述供气装置包括惰性气体罐，所述惰性气体罐上连通有进气管，所述进气管与所述透明罩连通，所述进气管上安装有第一气体流量计和第一单向阀。

优选的，所述气体收集处理装置包括气体收集处理器，所述气体收集处理器连通有排气管，所述排气管与所述透明罩连通，所述排气管上距所述透明罩由远到近依次安装有第二气体流量计、离心泵、第二单向阀，所述离心泵与所述电源电性连接。

优选的，所述电源为220v交流电源，所述电源连通有冷却器。

优选的，所述透明罩内壁上固定有若干压力传感器。

一种基于电磁层析成像技术的工业熔池可视化方法，具体步骤如下：

步骤一：将物料加入到第二坩埚中，将第二坩埚移动，放入真空电磁感应加热装置中；