[发明专利]一种悬浮条件下测量金属熔滴转速的装置及方法

权利要求书

1.一种悬浮条件下测量金属熔滴转速的装置，其特征在于：包括电磁悬浮装置、高速摄像仪(8)和计算机系统(9)，电磁悬浮装置包括感应线圈(1)、密闭悬浮仓(3)、出气口(4)、进气口(5)和高频电源系统(7)，密闭悬浮仓(3)上部设有进气口(5)和下部设有出气口(4)，进气口(5)中通入保护性气体(6)，测量时，对透明密闭悬浮仓(3)中的悬浮熔滴(2)进行摄像，并将数据传输到计算机系统(9)。

2.根据权利要求1所述的悬浮条件下测量金属熔滴转速的装置，其特征在于：所述透明密闭悬浮仓(3)为石英管。

3.一种悬浮条件下测量金属熔滴转速的方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤1、检查密闭悬浮仓(3)的气密性，确认密闭后打开进气口(5)，通入保护性气体(6)5min；

步骤2、将悬浮材料输送至感应线圈(1)的中心位置，打开高频电源系统(7)后，悬浮材料悬浮并完全熔化为悬浮熔滴(2)；

步骤3、当悬浮熔滴(2)稳定悬浮后，打开高速摄像仪(8)捕捉悬浮熔滴(2)稳定悬浮的影像，然后将数据传输到计算机系统(9)，具体计算过程为：

3.1、选取照片，对照片中熔滴的尺寸进行测量，通过测量结果结合公式Ⅰ求得熔滴旋转的角度的余弦值cosθ，再根据反余弦定理求得熔滴旋转的角度θ的大小；

其中D——熔滴直径，mm；h——熔滴在主视图方向上移动的距离，mm；θ——熔滴旋转的角度，°；

3.2、通过步骤3.1得到的熔滴旋转的角度θ，结合公式Ⅱ求得熔滴的转速；

其中ω——旋转角速度，rad/s；N——一秒内高速摄像仪采集的照片数量，n——所选的两张照片之间相隔的照片数量。

4.根据权利要求3所述的悬浮条件下测量金属熔滴转速的方法，其特征在于：所述步骤1中保护性气体为氩气或氦气保护性气体，气体流量为0.5L/min至6.0L/min。

5.根据权利要求3所述的悬浮条件下测量金属熔滴转速的方法，其特征在于：所述步骤2中高频电源系统(7)电流为200-700A、电源频率200kHz-400kHz、功率3000-4500W。

6.根据权利要求3所述的悬浮条件下测量金属熔滴转速的方法，其特征在于：所述步骤2中悬浮材料为质量为0.8-3.0g的颗粒状导体或半导体。

7.根据权利要求3所述的悬浮条件下测量金属熔滴转速的方法，其特征在于：所述步骤3中高速摄像仪(8)为pco.dimax HD，画面每秒传输帧数及曝光度可以根据现场实际情况调节。