[发明专利]一种高温材料定向凝固过程中的声场测定方法

摘要

本发明公开了一种高温材料定向凝固过程中的声场测定方法，其采用的装置包括高温声信号检测传感器、高温材料定向凝固界面追踪系统和数据采集处理系统，高温声信号检测传感器包括水听器、波导杆、耦合剂套筒和声波耦合剂；高温材料定向凝固界面追踪系统包括测温头、温控器、位移控制器和升降机；其方法包括步骤：一、声场测定装置的安装，二、高温材料定向凝固过程声场测定。本发明设计新颖合理，能够在高温环境中持续地对高温材料定向凝固界面的声场分布进行测定，解决了现有技术中缺乏能够适用于高温环境中的声信号检测传感器，以及声信号检测传感器不能随着高温材料定向凝固界面的推进而移动的问题，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

主权项

1.一种高温材料定向凝固过程中的声场测定方法，其采用的声场测定装置包括高温声信号检测传感器、高温材料定向凝固界面追踪系统和数据采集处理系统，所述高温声信号检测传感器包括水听器(5)和用于伸入材料高温液相(1)内的波导杆(2)，以及上部套装在水听器(5)上、下部套装在波导杆(2)上的耦合剂套筒(3)，所述耦合剂套筒(3)的中部空间为耦合剂腔(7)，所述耦合剂腔(7)内填充有声波耦合剂(4)，所述水听器(5)的感应元件(5‑1)设置在声波耦合剂(4)中；所述高温材料定向凝固界面追踪系统包括设置在波导杆(2)外壁上且用于对材料高温液相(1)的温度进行检测的测温头(13)和与测温头(13)的输出端连接的温控器(6)，以及位移控制器(11)和用于带动所述高温声信号检测传感器向上或向下移动的升降机(12)，所述升降机(12)通过夹持臂夹持在耦合剂套筒(3)上，所述位移控制器(11)与温控器(6)的输出端连接，所述升降机(12)与位移控制器(11)的输出端连接；所述数据采集处理系统包括依次连接的信号放大器(16)、信号采集卡(17)和计算机(18)，所述水听器(5)的电信号输出端与信号放大器(16)的输入端连接；其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、声场测定装置的安装，具体过程为：步骤101、将测温头(13)固定在波导杆(2)外壁上，且使测温头(13)的底端与波导杆(2)的底端相平齐；步骤102、将升降机(12)通过夹持臂夹持在耦合剂套筒(3)上；步骤103、将所述高温声信号检测传感器的波导杆(2)浸入材料高温液相(1)中；步骤二、高温材料定向凝固过程声场测定：波导杆(2)将高温液态介质(1)或腐蚀性液态介质(6)内的声信号传输到声波耦合剂(4)中；声信号在声波耦合剂(4)中传播并被水听器(5)感知；将水听器(5)输出的电信号传输给数据采集处理系统；步骤二的过程中，测温头(13)对材料高温液相(1)的温度进行实时检测并将检测到的温度信号输出给温控器(6)，温控器(6)将测温头(13)的检测温度值T与预先设定的控制温度Ta相比较，并将温度比较结果输出给位移控制器(11)，位移控制器(11)根据温度比较结果控制升降机(12)不动、向上或向下移动，升降机(12)向上或向下移动时，带动所述高温声信号检测传感器向上或向下移动，使所述高温声信号检测传感器的底面始终保持在控制温度Ta对应的位置处，与高温材料定向凝固界面(14)保持恒定距离，实现对材料定向凝固过程中高温材料定向凝固界面(14)的追踪，使波导杆(2)始终传导高温材料定向凝固界面(14)前沿固定距离处液相中的声信号；步骤三、数据采集处理系统对水听器(5)输出的电信号进行处理，得到声场信息。