分離電阻法測量濕型砂含水量的裝置及含水量獲取方法制造方法及圖紙

分離電阻法測量濕型砂含水量的裝置及含水量獲取方法，涉及鑄造檢測領域。解決了統電阻法濕型砂含水量測量裝置對濕型砂含水量進行測量時，由于受電容分量影響而造成測試精度不高的問題。它由濕型砂等效電路、信號調節單元、正弦波激勵信號產生單元、過零比較單元、開關單元、信號分離單元、平均值檢測單元、A/D轉換單元、通信單元和計算機構成。通過過零比較單元獲得與正弦激勵信號同頻率、同相位的方波信號，在方波信號作用下，信號分離單元的輸出電壓的虛部在正負半周相互抵消，平均值為零,而實部接入平均值檢測單元，得到僅與電阻相關的電壓平均值，消除了電容分量的影響，根據公式求得濕型砂的電阻值，再求得濕型砂的含水量。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及鑄造檢測領域，具體是一種分離電阻法測量濕型砂含水量的裝置及含水量獲取方法。
技術介紹
含水量是濕型砂的重要組分參數，含水量的變化直接關系濕型砂的性能，進而影響鑄件的質量，因此，快速準確的測量濕型砂含水量至關重要。目前，已經發展了近十種濕型砂含水量的測量方法，其中電阻法是被廣泛應用的濕型砂含水量快速測量方法之一，其基本原理是在交流源激勵作用下，根據被測濕型砂的含水量變化時會引起電阻值的變化，通過測得濕型砂的電阻值，再根據濕型砂的含水量與電阻值之間的已有關系來計算含水量的大小。交流激勵下，雖然降低了濕型砂極化對測量結果的影響，但是濕型砂在電場作用下除表現出電阻特性外，同時還存在著電容特性，而傳統的電阻法在測量濕型砂含水量時常將電容分量忽略不計，這樣大大降低了電阻法測量濕型砂含水量的測試精度。
技術實現思路
本專利技術為了解決傳統電阻法濕型砂含水量測量裝置在對濕型砂含水量進行測量時，由于受電容分量影響而造成測試精度不高的問題，提供一種分離電阻法測量濕型砂含水量的裝置及含水量獲取方法。分離電阻法測量濕型砂含水量的裝置，它包括濕型砂等效電路、信號調節單元、正弦波激勵信號產生單元、過零比較單元、開關單元、信號分離單元、平均值檢測單元、A/D轉換單元、通信單元和計算機，濕型砂等效電路的信號輸出端與信號調節單元的一個信號輸入端相連，濕型砂等效電路的另一端接地，信號調節單元的信號輸出端與信號分離單元的一個信號輸入端相連，信號分離單元的信號輸出端與平均值檢測單元的信號輸入端相連，平均值檢測單元的信號輸出端與A/D轉換單元的信號輸入端相連，A/D轉換單元的信號輸出端與通信單元的信號輸入端相連，通信單元的信號輸出端與計算機的信號輸入端相連，正弦波激勵信號產生單元的信號輸出端與信號調節單元的另一個信號輸入端相連、同時與過零比較單元的信號輸入端相連，過零比較單元的信號輸出端與開關單元的信號輸入端相連，開關單元的信號輸出端與信號分離單元的另一個信號輸入端相連。所述的濕型砂等效電路由濕型砂等效電阻Rx和濕型砂等效電容Cx并聯組成，所述的信號調節單元由運放AI、反饋電阻Rf1和平衡電阻R1組成，所述的信號分離單元由運放AII、反饋電阻Rf2、反相輸入端電阻R2和同相輸入端電阻R3組成，所述的運放AI的反相輸入端與反饋電阻Rf1的一端相連、同時與濕型砂等效電路的信號輸出端相連，運放AI的同相輸入端與平衡電阻R1的一端相連，平衡電阻R1的另一端與正弦波激勵信號產生單元的信號輸出端相連，運放AI的輸出端與反饋電阻Rf1的另一端相連，運放AII的反相輸入端與反饋電阻Rf2的一端相連、同時與反相輸入端電阻R2的一端相連，運放AII的同相輸入端與同相輸入端電阻R3的一端相連、同時與開關單元的信號輸出端相連，運放AII的輸出端與反饋電阻Rf2的另一端相連、同時與平均值檢測單元的信號輸入端相連，反相輸入端電阻R2的另一端與同相輸入端電阻R3的另一端相連。所述的反饋電阻Rf2、反相輸入端電阻R2和同相輸入端電阻R3的阻值相等。所述的基于分離電阻法測量濕型砂含水量的裝置的含水量獲取方法包括下列步驟：步驟一、將濕型砂砂樣安裝在測量裝置上，濕型砂等效電路接入分離電阻法測量濕型砂含水量的裝置中；步驟二、正弦波激勵信號產生單元產生頻率為ω、幅值為Uim的正弦波激勵信號Ui=Uimsinωt，并同時施加在信號調節單元和過零比較單元的信號輸入端；步驟三、信號調節單元輸出電壓步驟四、過零比較單元輸出與正弦波激勵信號Ui同頻率、同相位的方波信號，并施加在開關單元的信號輸入端；步驟五、當過零比較單元4輸出的方波信號為高電平時，開關單元的信號輸出端與地斷開，信號分離單元輸出電壓，當過零比較單元輸出的方波信號為低電平時，開關單元的信號輸出端與地接通，信號分離單元輸出電壓，在一個周期內，同步分離單元的輸出電壓和的虛部在正負半周相互抵消，平均值為零；步驟五、同步分離單元的輸出電壓接入平均值檢測單元7的信號輸入端，平均值檢測單元產生直流信號輸出Ux,再送至A/D轉換單元進行采樣，并經通信單元送入計算機中；步驟六、計算機根據公式求得濕型砂的電阻值，再根據已有的濕型砂電阻Rx與含水量之間的關系，即可求得濕型砂的含水量。本專利技術的優點：通過過零比較單元獲得與正弦激勵信號同頻率、同相位的方波信號，在方波信號作用下，信號分離單元的輸出電壓的虛部在正負半周相互抵消，平均值為零,而實部接入平均值檢測單元，得到僅與電阻相關的電壓平均值，進而求得濕型砂的電阻值，消除了電容分量的影響，再求得濕型砂的含水量，大大提高了濕型砂含水量的測量精度。附圖說明圖1是本專利技術中分離電阻法測量濕型砂含水量的裝置構成圖。具體實施方式具體實施方式一：結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述的分離電阻法測量濕型砂含水量的裝置，它包括濕型砂等效電路1、信號調節單元2、正弦波激勵信號產生單元3、過零比較單元4、開關單元5、信號分離單元6、平均值檢測單元7、A/D轉換單元8、通信單元9和計算機10，濕型砂等效電路1的信號輸出端與信號調節單元2的一個信號輸入端相連，濕型砂等效電路1的另一端接地，信號調節單元2的信號輸出端與信號分離單元6的一個信號輸入端相連，信號分離單元6的信號輸出端與平均值檢測單元7的信號輸入端相連，平均值檢測單元7的信號輸出端與A/D轉換單元8的信號輸入端相連，A/D轉換單元8的信號輸出端與通信單元9的信號輸入端相連，通信單元9的信號輸出端與計算機10的信號輸入端相連，正弦波激勵信號產生單元3的信號輸出端與信號調節單元2的另一個信號輸入端相連、同時與過零比較單元4的信號輸入端相連，過零比較單元4的信號輸出端與開關單元5的信號輸入端相連，開關單元5的信號輸出端與信號分離單元6的另一個信號輸入端相連。具體實施方式二：結合圖1說明本實施方式，本實施方式是對具體實施方式一的進步一說明，本實施方式中所述的濕型砂等效電路1由濕型砂等效電阻Rx和濕型砂等效電容Cx并聯組成，所述的信號調節單元2由運放AI、反饋電阻Rf1和平衡電阻R1組成，所述的信號分離單元6由運放AII、反饋電阻Rf2、反相輸入端電阻R2和同相輸入端電阻R3組成，所述的運放AI的反相輸入端與反饋電阻Rf1的一端相連、同時與濕型砂等效電路1的信號輸出端相連，運放AI的同相輸入端與平衡電阻R1的一端相連，平衡電阻R1的另一端與正弦波激勵信號產生單元3的信號輸出端相連，運放AI的輸出端與反饋電阻Rf1的另一端相連，運放AII的反相輸入本文檔來自技高網...

【技術保護點】
分離電阻法測量濕型砂含水量的裝置，其特征在于，它包括濕型砂等效電路（1）、信號調節單元（2）、正弦波激勵信號產生單元（3）、過零比較單元（4）、開關單元（5）、信號分離單元（6）、平均值檢測單元（7）、A/D轉換單元（8）、通信單元（9）和計算機（10），濕型砂等效電路（1）的信號輸出端與信號調節單元（2）的一個信號輸入端相連，濕型砂等效電路（1）的另一端接地，信號調節單元（2）的信號輸出端與信號分離單元（6）的一個信號輸入端相連，信號分離單元（6）的信號輸出端與平均值檢測單元（7）的信號輸入端相連，平均值檢測單元（7）的信號輸出端與A/D轉換單元（8）的信號輸入端相連，A/D轉換單元（8）的信號輸出端與通信單元（9）的信號輸入端相連，通信單元（9）的信號輸出端與計算機（10）的信號輸入端相連，正弦波激勵信號產生單元（3）的信號輸出端與信號調節單元（2）的另一個信號輸入端相連、同時與過零比較單元（4）的信號輸入端相連，過零比較單元（4）的信號輸出端與開關單元（5）的信號輸入端相連，開關單元（5）的信號輸出端與信號分離單元（6）的另一個信號輸入端相連。

【技術特征摘要】
1.分離電阻法測量濕型砂含水量的裝置，其特征在于，它包括濕型砂等效電路（1）、信
號調節單元（2）、正弦波激勵信號產生單元（3）、過零比較單元（4）、開關單元（5）、信號分離
單元（6）、平均值檢測單元（7）、A/D轉換單元（8）、通信單元（9）和計算機（10），濕型砂等效電
路（1）的信號輸出端與信號調節單元（2）的一個信號輸入端相連，濕型砂等效電路（1）的另
一端接地，信號調節單元（2）的信號輸出端與信號分離單元（6）的一個信號輸入端相連，信
號分離單元（6）的信號輸出端與平均值檢測單元（7）的信號輸入端相連，平均值檢測單元
（7）的信號輸出端與A/D轉換單元（8）的信號輸入端相連，A/D轉換單元（8）的信號輸出端與
通信單元（9）的信號輸入端相連，通信單元（9）的信號輸出端與計算機（10）的信號輸入端相
連，正弦波激勵信號產生單元（3）的信號輸出端與信號調節單元（2）的另一個信號輸入端相
連、同時與過零比較單元（4）的信號輸入端相連，過零比較單元（4）的信號輸出端與開關單
元（5）的信號輸入端相連，開關單元（5）的信號輸出端與信號分離單元（6）的另一個信號輸
入端相連。
2.根據權利要求1所述的分離電阻法測量濕型砂含水量的裝置，其特征在于，所述的濕
型砂等效電路（1）由濕型砂等效電阻Rx和濕型砂等效電容Cx并聯組成，所述的信號調節單元
（2）由運放AI、反饋電阻Rf1和平衡電阻R1組成，所述的信號分離單元（6）由運放AII、反饋電阻
Rf2、反相輸入端電阻R2和同相輸入端電阻R3組成，所述的運放AI的反相輸入端與反饋電阻
Rf1的一端相連、同時與濕型砂等效電路（1）的信號輸出端相連，運放AI的同相輸入端與平衡
電阻R1的一端相連，平衡電阻R1的另一端與正弦波激勵信號產生單元（3）的信號輸出端相
連，運放AI的輸出端與反饋電阻Rf1的另一端相連，運放AII的反相輸入端與反饋電阻Rf2的一
端相連、同時與反相輸入端電阻R...

【專利技術屬性】
技術研發人員：石德全，康凱嬌，高桂麗，李大勇，陳志俊，王傲，裴立新，
申請(專利權)人：哈爾濱理工大學，
類型：發明
國別省市：黑龍江;23