一種濕型砂含水量測量方法技術

一種濕型砂含水量測量方法，它涉及鑄造濕型砂含水量測量領域。它要解決現有濕型砂含水量測量精度不高的問題。測量方法：一、砂樣制取裝置由制樣樣筒和底座構成，下樣筒內對壁鑲嵌激勵電極，下樣筒放于輔樣筒內，上樣筒對齊放置在下樣筒上，得到砂樣制取裝置；二、濕型砂裝入制樣樣筒中，使用壓頭壓實濕型砂，將下樣筒從輔樣筒中取出；三、下樣筒安裝在交流激勵源接入機構上，觸頭與下樣筒內對壁激勵電極相連，下樣筒上并聯電容C，再串聯一個精密電阻R，測得精密電阻上的電壓降，經計算得到濕型砂砂樣的電容值，進而推得濕型砂含水量。本發明專利技術濕型砂含水量測量方法提高了濕型砂含水量的測量精度，主要應用于濕型砂含水量的測量。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及鑄造濕型砂含水量測量領域，具體是提供一種提升簡單的濕型砂含水量測量精度的方法。
技術介紹
濕型砂鑄造因具有工序簡單、生產率高等優點而成為目前主要的鑄造方法·，型砂的性能及其穩定性直接影響鑄件的質量和生產成本。在決定型砂主要性能指標的組分中， 最重要和最敏感的參數是含水量。因此，發展了多種測量濕型砂含水量的方法，如電容法、 電阻法、電感法、成型性法、微波法等。其中，由于電容法的傳感器結構簡單，成為目前最為常用的濕型砂含水量電測量方法，它是在高頻交流源激勵下，測量濕型砂砂樣的電容值，然后根據含水量與電容值間的關系來間接計算濕型砂的含水量。然而，濕型砂的電容值受砂樣堆密度、尺寸、激勵電極形狀的影響；更為嚴重的是濕型砂中含有諸如粘土、煤粉、碳酸鹽等不確定的電導因素，它們嚴重影響了電容值的準確測量，進而使濕型砂含水量的測量精度大大降低。因此，為了準確測得濕型砂的含水量，在排除砂樣堆密度、尺寸、激勵電極影響的同時，必須消除不確定電導因素的影響，即消除電容法測量濕型砂含水量等效回路的復數導納中無功分量的影響。對于消除電導因素的影響，通常的做法是提高交流激勵源的頻率，但是不管頻率怎樣的提高，并不能完全消除濕型砂的電導；而且，隨著頻率的提高，一些寄生效應如集膚效應、鄰近效應等隨之產生，這反過來又影響了濕型砂電容的準確測量。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了解決現有濕型砂含水量測量精度不高的問題，而提供。本專利技術是通過下列步驟實現一、組裝濕型砂方柱形砂樣制取裝置濕型砂方柱形砂樣制取裝置由制樣樣筒和底座構成，其中制樣樣筒包含下樣筒、上樣筒和輔樣筒，下樣筒的內對壁分別鑲嵌一對正方形激勵電極，構成平行板電容器，下樣筒外壁包裹接地的方柱形電磁隔離套，將輔樣筒連接到底座上，將下樣筒放于輔樣筒內，再把上樣筒對齊放置在下樣筒上，得到濕型砂方柱形砂樣制取裝置；二、利用濕型砂方柱形砂樣制取裝置獲得濕型砂砂樣將濕型砂松散地裝入制樣樣筒中，使用裝有與上樣筒橫截面形狀相適應的緊實壓頭的緊實氣缸將濕型砂壓實，然后將下樣筒和上樣筒從輔樣筒中取出，包含在下樣筒中的濕型砂作為濕型砂砂樣；三、組裝濕型砂砂樣電容值的測量電路將包含有濕型砂砂樣的下樣筒安裝在交流激勵源接入機構上，其中交流激勵源接入機構包含兩個觸頭和處在觸頭下的壓縮彈簧， 壓縮彈簧保證觸頭與下樣筒內對壁鑲嵌的正方形激勵電極緊密接觸，下樣筒外壁包裹的方柱形電磁隔離套通過導線與大地連接，兩個觸頭分別通過屏蔽導線與頻率為ω的交流激勵源u相連，在包含有濕型砂砂樣的下樣筒上并聯一個通過開關K控制其閉合與斷開的高精密電容C，然后再串聯一個低溫度系數的精密電阻R，斷開開關，測得精密電阻R上電壓輸出平均值U1,閉合開關，測得精密電阻R上電壓輸出的平均值u2，經過計算得到濕型砂砂樣的電容值Cx，然后根據濕型砂含水量與電容值的關系得到濕型砂含水量w ;其中步驟一所述的下樣筒、上樣筒和輔樣筒的外形均為方柱形，下樣筒的高度小于上樣筒高度，上樣筒的內孔尺寸與下樣筒內孔尺寸相同，且與輔樣筒內壁留有O. 3 Imm 的間隙，正方形激勵電極的高度與下樣筒的高度相同；步驟三所述的高精密電容C的容值漂移小于±0. OlpF,電阻R的溫度系數小于 ±0. 2ppm/°C。本專利技術，將包含濕型砂砂樣的下樣筒安裝在交流激勵源的接入機構上，此時濕型砂砂樣可等效為電阻和電容的并聯模型，經過計算得到濕型砂砂樣的電容值，進而推算得到濕型砂含水量。本專利技術測量濕型砂含水量所用的濕型砂方柱形砂樣制取裝置結構簡易，砂樣電容值的測量電路簡單，避免了由于激勵源頻率提高而帶來的寄生效應。通過本專利技術的濕型砂方柱形砂樣制取裝置可保證制得的砂樣具有相同的堆密度和尺寸，在濕型砂砂樣電容值的測量電路中保證濕型砂與電極緊密接觸，固定尺寸的激勵電極最大限度的增大了電容器極板的面積，而電磁隔離套可降低外界干擾源的干擾，利用本專利技術能夠最大程度的提高濕型砂含水量的測量精度，當濕型砂含水量在2% 8%時，測量精度可達±0. 1%。本專利技術主要應用于濕型砂含水量的測量。附圖說明圖1是具體實施方式七步驟一使用的濕型砂方柱形砂樣制取裝置的示意圖，1-下樣筒，2-上樣筒，3-輔樣筒，7-正方形激勵電極，8-電磁隔離套，9-底座；圖2是具體實施方式七步驟一使用的濕型砂方柱形砂樣制取裝置A-A處橫截面示意圖，7—正方形激勵電極，8 —電磁隔離套；圖3是具體實施方式七步驟二使用的緊實氣缸示意圖，4一緊實壓頭，5—壓力傳感器，6—緊實氣缸；圖4是具體實施方式七步驟三濕型砂砂樣交流激勵源接入機構的示意圖，I一下樣筒，7—正方形激勵電極，8 —電磁隔離套，10—濕型砂砂樣，11 一交流激勵源接入機構， Il-1一觸頭，11-2一壓縮彈簧，11-3一屏蔽導線，11-4一屏蔽導線；圖5是具體實施方式七濕型砂砂樣電容值的測量電路，虛線框中并聯的電阻Rx和電容Cx為濕型砂砂樣的等效物理模型。具體實施方式根據說明書附圖1、附圖2、附圖3和附圖4對本專利技術的實施方式進行說明。具體實施方式一本實施方式濕型砂含水量測量方法是通過下列步驟實施一、組裝濕型砂方柱形砂樣制取裝置濕型砂方柱形砂樣制取裝置由制樣樣筒和底座9構成，其中制樣樣筒包含下樣筒1、上樣筒2和輔樣筒3，下樣筒I的內對壁分別鑲嵌一對正方形激勵電極7，構成平行板電容器，下樣筒I外壁包裹接地的方柱形電磁隔離套8， 將輔樣筒3連接到底座9上，將下樣筒I放于輔樣筒3內，再把上樣筒2對齊放置在下樣筒I上，得到濕型砂方柱形砂樣制取裝置；二、利用濕型砂方柱形砂樣制取裝置獲得濕型砂砂樣10 :將濕型砂松散地裝入制樣樣筒中，使用裝有與上樣筒2橫截面形狀相適應的緊實壓頭4的緊實氣缸6將濕型砂壓實，然后將下樣筒I和上樣筒2從輔樣筒3中取出，包含在下樣筒I中的濕型砂作為濕型砂砂樣10 ；三、組裝濕型砂砂樣10電容值的測量電路將包含有濕型砂砂樣10的下樣筒I安裝在交流激勵源接入機構11上，其中交流激勵源接入機構11包含兩個觸頭11-1和處在觸頭下的壓縮彈簧11-2，壓縮彈簧11-2保證觸頭11-1與下樣筒I內對壁鑲嵌的正方形激勵電極7緊密接觸，下樣筒I外壁包裹的方柱形電磁隔離套8通過導線與大地連接，兩個觸頭11-1分別通過屏蔽導線11-3和11-4與頻率為ω的交流激勵源u相連，在包含有濕型砂砂樣10的下樣筒I上并聯一個通過開關K控制其閉合與斷開的高精密電容C，然后再串聯一個低溫度系數的精密電阻R，斷開開關，測得精密電阻R上電壓輸出平均值U1,閉合開關，測得精密電阻R上電壓輸出的平均值u2，經過計算得到濕型砂砂樣的電容值Cx，然后根據濕型砂含水量與電容值的關系得到濕型砂含水量w ;其中步驟一所述的下樣筒1、上樣筒2和輔樣筒3的外形均為方柱形，下樣筒I的高度小于上樣筒2高度，上樣筒2的內孔尺寸與下樣筒I內孔尺寸相同，且與輔樣筒3內壁留有O. 3 Imm的間隙，正方形激勵電極7的高度與下樣筒I的高度相同；步驟三所述的高精密電容C的容值漂移小于±0. OlpF,電阻R的溫度系數小于 ±0. 2ppm/°C。 本實施方式中濕型砂砂樣可等效為附圖5測量濕型砂砂樣含水率的電路圖中虛線框中并聯的電阻Rx和電容Cx，通過計算得到濕型砂砂樣的電容Cx，進而根據經驗公式推算出濕型砂砂樣中本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種濕型砂含水量測量方法，其特征在于一種濕型砂含水量測量方法是通過下列步驟實現：一、組裝濕型砂方柱形砂樣制取裝置：濕型砂方柱形砂樣制取裝置由制樣樣筒和底座（9）構成，其中制樣樣筒包含下樣筒（1）、上樣筒（2）和輔樣筒（3），下樣筒（1）的內對壁分別鑲嵌一對正方形激勵電極（7），構成平行板電容器，下樣筒（1）外壁包裹接地的方柱形電磁隔離套（8），將輔樣筒（3）連接到底座（9）上，將下樣筒（1）放于輔樣筒（3）內，再把上樣筒（2）對齊放置在下樣筒（1）上，得到濕型砂方柱形砂樣制取裝置；二、利用濕型砂方柱形砂樣制取裝置獲得濕型砂砂樣（10）：將濕型砂松散地裝入制樣樣筒中，使用裝有與上樣筒（2）橫截面形狀相適應的緊實壓頭（4）的緊實氣缸（6）將濕型砂壓實，然后將下樣筒（1）和上樣筒（2）從輔樣筒（3）中取出，包含在下樣筒（1）中的濕型砂作為濕型砂砂樣（10）；三、組裝濕型砂砂樣（10）電容值的測量電路：將包含有濕型砂砂樣（10）的下樣筒（1）安裝在交流激勵源接入機構（11）上，其中交流激勵源接入機構（11）包含兩個觸頭（11?1）和處在觸頭下的壓縮彈簧（11?2），壓縮彈簧（11?2）保證觸頭（11?1）與下樣筒（1）內對壁鑲嵌的正方形激勵電極（7）緊密接觸，下樣筒（1）外壁包裹的方柱形電磁隔離套（8）通過導線與大地連接，兩個觸頭（11?1）分別通過屏蔽導線（11?3）和（11?4）與頻率為ω的交流激勵源u相連，在包含有濕型砂砂樣（10）的下樣筒（1）上并聯一個通過開關K控制其閉合與斷開的高精密電容C，然后再串聯一個低溫度系數的精密電阻R，斷開開關，測得精密電阻R上電壓輸出平均值u1，閉合開關，測得精密電阻R上電壓輸出的平均值u2，經過計算得到濕型砂砂樣的電容值Cx，然后根據濕型砂含水量與電容值的關系得到濕型砂含水量w；其中步驟一所述的下樣筒（1）、上樣筒（2）和輔樣筒（3）的外形均為方柱形，下樣筒（1）的高度小于上樣筒（2）高度，上樣筒（2）的內孔尺寸與下樣筒（1）內孔尺寸相同，且與輔樣筒（3）內壁留有0.3～1mm的間隙，正方形激勵電極（7）的高度與下樣筒（1）的高度相同；步驟三所述的高精密電容C的容值漂移小于±0.01pF，電阻R的溫度系數小于±0.2ppm/℃。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：石德全，高桂麗，李大勇，
申請(專利權)人：哈爾濱理工大學，
類型：發明
國別省市：