一种可精准测控温度的超快速宽温域热工设备及方法
本发明提供了一种可精准测控温度的超快速宽温域热工设备及方法，属于高温热工装备与材料制备技术领域。本发明包括炉体单元、温度场监测单元、联动控制单元、发热及保温结构单元；发热及保温结构单元包括周围区域、电流负载核心区域和电极，周围区域设置在电流负载核心区域和电极的外围，电流负载核心区域设置在电极之间的间隙中；电极能够通过自身位移，对电流负载核心区域中的导电粉末密度实时调控；所述温度场监测单元实时监测所述发热及保温结构单元的温度；联动控制单元将实时温度数据与预设的时间温度曲线进行对比，根据对比结果调控电极位移或电流负载，实现对整个超快速高温过程中导电粉床全域温度场的实时动态可视化监测与精准调控。
发明专利
CN202311506477.2
2023-11-10
CN117469977A
2024-01-30
F27B17/00(2006.01)
深圳市国创新材料科技有限公司
萨尔瓦多·格拉索;左飞;王立国;林华泰
518000 广东省深圳市南山区南山街道荔湾社区前海路0189号泛海拉菲花园2-3栋A202
北京精金石知识产权代理有限公司
杨兰兰
广东;44
1.一种可精准测控温度的超快速宽温域热工设备，其特征在于，包括炉体单元、温度场监测单元、发热及保温结构单元； 所述发热及保温结构单元设置于炉体单元内部，发热及保温结构单元包括周围区域、电流负载核心区域和电极，周围区域设置在电流负载核心区域和电极的外围，电流负载核心区域设置在电极之间的间隙中；周围区域和电流负载核心区域中均设置有加热介质； 所述温度场监测单元设置在炉体单元外围，用于实时监测所述发热及保温结构单元的温度。 2.根据权利要求1所述的可精准测控温度的超快速宽温域热工设备，其特征在于，发热及保温结构单元包括金属容器，周围区域、电流负载核心区域和电极设置在金属容器内部。 3.根据权利要求2所述的可精准测控温度的超快速宽温域热工设备，其特征在于，包括联动控制单元，所述联动控制单元与所述温度场监测单元连接；所述联动控制单元包括计算机控制系统和联动控制机构，所述联动控制机构与计算机控制系统电连接，计算机控制系统与温度场监测单元电连接，联动控制机构与电极的一端相连，计算机控制系统接收来自温度场监测单元的实时温度数据，并根据实时温度数据命令联动控制机构调控电极位移，以及调控电极对导电粉末施加的电流负载大小。 4.根据权利要求3所述的可精准测控温度的超快速宽温域热工设备，其特征在于，联动控制机构包括程控电机、程控电源、传动机构和电极夹持装置，程控电源与计算机控制系统电连接，程控电源与电极电连接，程控电机与计算机控制系统电连接，程控电机的输出轴与传动机构连接，传动机构的一端与电极夹持装置连接，电极夹持装置的内表面与电极接触。 5.根据权利要求4所述的可精准测控温度的超快速宽温域热工设备，其特征在于，电极包括上电极和下电极，二者相对设置，传动机构的一端与上电极连接。 6.根据权利要求5所述的可精准测控温度的超快速宽温域热工设备，其特征在于，上电极的内部设置有测温通道，上电极包括极板，极板上设置有多个通孔。 7.根据权利要求6所述的可精准测控温度的超快速宽温域热工设备，其特征在于，温度场监测单元包括双色红外测温仪以及多个热电偶；双色红外测温仪设置在电极的上方，与炉体单元连接；所述热电偶的下部延伸进入金属容器的内部或者热电偶的一端与金属容器接触。 8.根据权利要求7所述的可精准测控温度的超快速宽温域热工设备，其特征在于，温度场监测单元包括多通道数据采集卡，双色红外测温仪和热电偶通过数据传输线与多通道数据采集卡电连接，多通道数据采集卡与计算机控制系统电连接。 9.一种可精准测控温度的方法，其特征在于，利用如权利要求3-8任一项所述的可精准测控温度的超快速宽温域热工设备，包括以下步骤： 步骤S1：将样品放入电极之间的电流负载核心区域内，对样品进行加热； 步骤S2：利用温度场监测单元测量炉体单元内部的实时温度数据，并传输给联动控制单元； 步骤S3：联动控制单元将实时温度数据与预设的时间-温度曲线进行对比，并根据对比结果调控的电极位移或电流负载。 10.根据权利要求9所述的可精准测控温度的方法，其特征在于，所述步骤S3中，若温度值低于预设的时间-温度曲线预设的温度值的下极限时，联动控制单元将增大输出至电极的电流负载；若温度值高于预设的时间-温度曲线预设的温度值的上极限时，联动控制单元将减小电极的电流负载；若是联动控制单元输出的电流量值超出预设的电流区间上下极限时，联动控制单元控制电极中的上电极实施上移或下行动作，改变上电极与下电极之间的间距，并且改变电流负载核心区域内加热介质密度大小和堆积状态。