[其他]激光双光束淬火介质冷却性能测定仪

说明书

本发明是关于一种测量淬火介质冷却温度、时间和速度的装置，更具体地说，是一种以激光双光束测试水基与油类等淬火介质的冷却性能，也可用于测量其他两个物理量并记录两条函数曲线的测定仪。

淬火介质冷却性能的合理选择与控制，是保证热处理零件淬火质量的重要因素。淬火介质冷却性能的测试方法中有热丝法、秒表法、磁性转变法、冷却曲线记录法等。现有技术大多采用热电偶银探头、加热炉与光线示波器组合成测定仪器。由于普通示波器只能记录冷却曲线，而冷却速度曲线需进行复杂的数学处理后才能得出，使用不方便。另一种现有技术是采用X-Y函数记录仪与电子微分装置，可以记录冷却曲线与冷却速度曲线，但该记录仪以伺服电机驱动，反应速度慢，因而只能测量冷却速度慢的油类淬火介质，对冷却速度快的水基淬火介质不适用。机械工业部北京机电研究所使用微型电子计算机组装成数据处理，虽能解决这一难题，但由于价格昂贵，不易推广使用。

本发明的目的是提供一种以激光双光束，以双振镜机构，既能同时测量淬火介质冷却曲线和冷却速度曲线，又能适用于水基与油类淬火介质的测定，结构简单，使用方便，生产成本低。

本发明的目的是由以下技术方案实现的：

本发明是由加热操作机构和测量记录装置包括氦-氖激光管、分光镜、反光镜、凹面镜、凸面镜、观察屏以及由两套振镜构成的双振镜系统，其中一套振镜输入时间信号与温度信号，另一套振镜输入速度信号与温度信号。

本发明的工作原理，如图1所示，将分光镜（3）置于氦-氖激光管（1）的正前方，形成激光双光束，每一光束的直径均为0.5～1毫米，其中一束激光通过凹面镜（4）扩束后投向正方形振镜（5），在靠近正方形振镜正面的地方装固定的小凸镜以便聚光，然后投向长方形振镜（6），经平面反射镜（7），达到观察屏（8）形成一个聚焦光点;由分光镜（3）分出的另一束激光投向全反镜（9），通过凹面镜（10）扩束后投向正方形振镜（11），在靠近正方形振镜正面的地方装有固定的小凸镜以便聚光，然后投向长方形振镜（12），经平面反射镜（13），达到观察屏（8）形成另一个聚焦光点。两个光点的移动轨迹使观察屏上出现两条扫描曲线。在观察屏有曲线记录装置，以感光记录纸（激光相纸或干银纸）记录两条扫描曲线。

本发明中测量记录装置的电气方框图如图3所示，由于双振镜系统的振镜中所流入的电流大小将是温度、时间与冷却速度的函数，故最终可以同时测量冷却曲线与冷却速度曲线，并记录两条扫描曲线。

与现有技术相比，本发明具有下列优点：（1）使用激光双光束与两套双振镜系统，能够同时观察并记录淬火介质冷却与冷却速度两条扫描曲线;（2）由于无需经过微型电子计算机处理，使生产成本大为降低;（3）结构紧凑，体积小，重量轻且便于携带;（4）本实用新型中的测量记录装置还可以用于同时测量其他两个物理量并记录两条函数曲线，用途广泛。

图1为本发明光路系统示意图。

图2为本发明双振镜系统示意图。

图3为本发明测量记录装置的电气方框图。

图1标号：1、氦-氖激光管，2、快门，3、分光镜，4、凹面镜，5、正方形振镜及小凸面镜，6、长方形振镜，7、平面反射镜，8、观察镜，9、全反镜，10、凹面镜，11、正方形振镜及小凸面镜，12、长方形振镜，13、平面反射镜。

图2标号：A、氦-氖激光管，B、正方形振镜，C、长方形振镜，D、观察屏。

图3中的K₁、K₂、K₃、K₄、K₅均为开关。

以下结合附图，通过实施例，对本发明作进一步描述。

实施例

加热操作机构由直径10mm、截面30mm²的银探头，以铝合金、刚玉炉管、镍铬丝和硅酸铝耐火纤维等常规制成加热炉，加之安装各种控制开关组成。其功率1.2千瓦，加热最高温度为950℃，正常工作温度为850℃。

测量记录装置，参照图1、图2和图3，采用市售氦-氖激光管、分光镜、凹面镜、凸面镜、平面反射镜、比例放大器、时标发生器、时间积分放大器、微分器、快门、延时装置以及自制的双振镜系统等而构成的激光双光束测量记录装置。将加热操作机构与激光双光束测量记录装置组成为本发明淬火介质冷却性能测定仪。