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原文传递灰的同步辐射加压烧结实验装置及其使用方法

专利名称：	灰的同步辐射加压烧结实验装置及其使用方法
摘要：	本发明公开了灰的同步辐射加压烧结实验装置及其使用方法。现有实验方法无法对烧结进行无损、实时观测和研究。本发明的旋转控制台带动灰柱在烧结炉体内旋转，给气系统给烧结炉体供气，同步辐射光源的出射光照射在灰柱上，再通过透射孔到达X射线CCD相机；X射线CCD相机将拍摄到的硅碳棒加热过程中灰柱内部随时间变化的图像传给计算机；采集仪采集K型热电偶测量的灰样温度信号和压力变送器测量的压力信号；计算机对灰柱内部随时间变化的图像以及采集仪采集的灰样温度信号和压力变送器测量的压力信号进行处理，并建立在压力变送器测量压力下不同灰柱温度对应的灰柱内部可视化三维图像。本发明能实现灰样内部烧结过程的实时检测。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	杭州电子科技大学
发明人：	景妮洁;祝红梅
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-06T00:00:00+0800
申请号：	CN201910430509.2
公开号：	CN110208297A
代理机构：	杭州君度专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	黄前泽
分类号：	G01N23/046(2018.01);G;G01;G01N;G01N23
申请人地址：	310018 浙江省杭州市下沙高教园区2号大街
主权项：	1.灰的同步辐射加压烧结实验装置，包括加压烧结实验炉、给气系统、信号采集装置和图像采集与处理系统，其特征在于：还包括同步辐射光源系统和旋转控制台；所述的同步辐射光源系统包括同步辐射光源、准直器和单色晶体；准直器设置在同步辐射光源和单色晶体之间；所述的加压烧结实验炉包括烧结炉体、烧结炉支架、反应方舟、入射孔盖板、透射孔盖板和安全阀；所述的烧结炉体由烧结炉支架支撑，同步辐射光源系统的单色晶体位于准直器和烧结炉体之间；反应方舟置于烧结炉体的反应室正中央；所述烧结炉体的顶部开设安全阀口，安全阀固定设置于烧结炉体的安全阀口处；烧结炉体靠近同步辐射光源的一端开设入射孔，入射孔盖板盖住入射孔，并与烧结炉体固定；烧结炉体远离同步辐射光源的一端开设透射孔，透射孔盖板盖住透射孔，并与烧结炉体固定；烧结炉体底部开设排气口；所述的给气系统包括减压阀、质量流量计、反应气瓶和排气阀；所述的排气阀固定设置在烧结炉体的排气口处；质量流量计的出流口与烧结炉体的反应室靠近入射孔的那端连通，减压阀的出流口与质量流量计的入流口连通，反应气瓶的出流口与减压阀的入流口连通；所述的旋转控制台包括旋转台、旋转台控制器、支承件、支承件固定螺栓、刚玉柱固定螺栓和刚玉柱；所述的支承件通过支承件固定螺栓固定于烧结炉体内；刚玉柱顶端插入烧结炉内，并与支承件的内孔构成转动副；刚玉柱底端通过刚玉柱固定螺栓固定在旋转台上；所述的旋转台由电机驱动旋转，电机由旋转台控制器控制；所述的反应方舟固定在刚玉柱顶端；所述的信号采集装置包括采集仪、压力变送器、B型热电偶、K型热电偶和温控仪；B型热电偶测量烧结炉体内的温度；温控仪固定于烧结炉体上，并根据B型热电偶测量的温度反馈控制加热硅碳棒的电源电压，从而控制硅碳棒的温度，所述的硅碳棒设置在烧结炉体的反应室内；压力变送器固定设置在烧结炉体开设的测压口处；采集仪采集K型热电偶测量的温度信号和压力变送器测量的压力信号；所述的图像采集与处理系统包括X射线CCD相机、CCD相机支架和计算机；所述的X射线CCD相机固定在CCD相机支架上，X射线CCD相机的图像输出端接计算机，采集仪的信号输出端接计算机。 2.根据权利要求1所述灰的同步辐射加压烧结实验装置，其特征在于：所述的同步辐射光源为同步辐射X光源。 3.根据权利要求1所述灰的同步辐射加压烧结实验装置，其特征在于：所述的烧结炉体设有炉门。 4.根据权利要求1所述灰的同步辐射加压烧结实验装置，其特征在于：所述的刚玉柱与烧结炉体之间设置隔热密封圈。 5.根据权利要求1所述灰的同步辐射加压烧结实验装置，其特征在于：所述的温控仪显示B型热电偶测量的温度。 6.根据权利要求1～5中任一项所述灰的同步辐射加压烧结实验装置的使用方法，其特征在于：该方法具体如下：将煤和生物质混合灰样利用阿拉伯树胶做成灰柱，然后将灰柱通过卡环固定在反应方舟上；调节好减压阀和质量流量计，打开压力变送器和反应气瓶，往烧结炉体的反应室内通入反应气氛，待压力变送器测得烧结炉体的反应室内压力升高到设定值时，排气阀开启，反应室内压力达到动态平衡；接着，开启温控仪、同步辐射光源和采集仪，同时旋转台控制器控制电机带动旋转台旋转；温控仪根据B型热电偶测量的温度反馈控制加热硅碳棒的电源电压，从而控制硅碳棒的温度，将烧结炉体的反应室内温度加热到烧结温度范围内，其中，在300℃内温控仪控制硅碳棒升温速率为20℃/min，在300℃-600℃温控仪控制硅碳棒升温速率为10℃/min，600℃以上温控仪控制硅碳棒升温速率为5℃/min；硅碳棒加热过程中，采集仪采集K型热电偶测量的灰样温度信号和压力变送器测量的压力信号，并将灰样温度信号和压力信号处理后传给计算机，旋转台旋转带动刚玉柱、反应方舟和灰柱同步旋转，同步辐射光源的出射光依次经准直器和单色晶体后通过入射孔进入烧结炉体，照射在灰柱上，再通过透射孔到达X射线CCD相机；X射线CCD相机将拍摄到的硅碳棒加热过程中灰柱内部随时间变化的图像传给计算机；计算机对灰柱内部随时间变化的图像以及采集仪采集的灰样温度信号和压力变送器测量的压力信号进行处理，并建立在压力变送器测量压力下不同灰柱温度对应的灰柱内部可视化三维图像。 7.根据权利要求6所述灰的同步辐射加压烧结实验装置的使用方法，其特征在于：所述的灰柱呈直径和高度均为10mm的圆柱形。
所属类别：	发明专利