本文選題：氫分壓 + 氫含量�。� 參考：《哈爾濱理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：氫是唯一大量溶于鋁熔體的有害氣體,極易使鑄件產(chǎn)生氣孔、縮松等缺陷,從而降低其性能。目前,國內(nèi)外爐前檢測技術(shù)眾多,大多檢測方法不是需要等待氫擴(kuò)散平衡這一過程,就是需要采用先進(jìn)的高成本探頭,從而大大增加其檢測難度。因此研究一種快速、低成本的在線測氫裝置,對鋁合金測氫及除氣具有十分重要的意義。本文從分析國內(nèi)外多種測氫技術(shù)出發(fā),總結(jié)了各種測氫技術(shù)及設(shè)備的特點,結(jié)合國內(nèi)外測氫技術(shù)的優(yōu)缺點,研究出了一種低成本、快速的測氫方法-負(fù)壓回升速率測氫法。了解并分析了鋁合金熔體中氣體氫的來源,敘述了鋁合金熔體中析氫動力學(xué)過程及氫在熔體中的溶解及擴(kuò)散過程,詳細(xì)介紹了鋁合金熔體中氫氣泡的形成及析出過程,通過對鋁合金熔體中氫氣泡的分析,以負(fù)壓回升速率為原理,結(jié)合計算機(jī)采集及控制系統(tǒng),研制出負(fù)壓回升速率法測氫裝置,并根據(jù)測氫功能的需要,將測氫系統(tǒng)分為標(biāo)定系統(tǒng)及測試系統(tǒng)兩個部分:標(biāo)定系統(tǒng)主要包括配置不同氫含量鋁合金熔體及實現(xiàn)建立鋁合金熔體中氫分壓與負(fù)壓回升速率關(guān)系數(shù)據(jù)庫的功能;測試系統(tǒng)主要以實現(xiàn)測量鋁合金熔體中氫分壓負(fù)壓回升速率,并據(jù)此計算出熔體氫含量的功能。測氫系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩個部分組成,硬件部分主要包括制造真空環(huán)境的真空泵、控制氣路開關(guān)的電磁閥、控制電磁閥開關(guān)的繼電器、實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和計算分析的計算機(jī)系統(tǒng)、實現(xiàn)溫度和壓力傳感器所測得的信號轉(zhuǎn)換模塊、提供氣體擴(kuò)散環(huán)境的真空緩沖室及管路、連接測量裝置與鋁合金熔體的探頭;軟件部分程序采用Delphi語言編制,主要通過程序界面實現(xiàn)測氫系統(tǒng)中各電磁閥的開啟與關(guān)閉,從而實現(xiàn)熔配、標(biāo)定和測氫功能的轉(zhuǎn)換,同時完成溫度與壓力傳感器的數(shù)據(jù)采集與分析,實時以曲線和數(shù)據(jù)的形式同時顯示在軟件界面上,并最終顯示測試結(jié)果。使用該裝置進(jìn)行了不同鋁合金熔體含氫量的配置、不同鋁合金熔體含氫量與負(fù)壓回升速率對應(yīng)關(guān)系的標(biāo)定,并對不同含氫量鋁合金熔體進(jìn)行了測試。測試結(jié)果表明:該裝置具有低成本、快速測量和測量準(zhǔn)確的特點,經(jīng)過今后的改進(jìn)及優(yōu)化可以滿足在線實測要求。
[Abstract]:Hydrogen is the only harmful gas dissolved in aluminum melts, which can easily lead to defects such as porosity and shrinkage of castings, thus reducing its properties.At present, there are many technologies at home and abroad, most of the detection methods either need to wait for the process of hydrogen diffusion equilibrium, or need to use advanced high cost probe, which greatly increases the difficulty of detection.Therefore, it is very important to study a fast and low cost on-line hydrogen measuring device for aluminum alloy.Based on the analysis of various hydrogen measurement technologies at home and abroad, this paper summarizes the characteristics of various hydrogen measurement technologies and equipment. Combining the advantages and disadvantages of the domestic and foreign hydrogen measurement technologies, a low cost and fast hydrogen measurement method, the negative pressure pick-up rate hydrogen measurement method, is developed.The source of gas hydrogen in aluminum alloy melt is analyzed, the kinetics of hydrogen evolution in aluminum alloy melt, the process of hydrogen dissolution and diffusion in the melt are described, and the formation and precipitation process of hydrogen bubble in aluminum alloy melt are introduced in detail.Based on the analysis of hydrogen bubble in aluminum alloy melt and the principle of negative pressure pick-up rate, combined with the computer acquisition and control system, a hydrogen measuring device with negative pressure pick-up rate method was developed, and according to the requirement of hydrogen measurement function,The hydrogen measurement system is divided into two parts: the calibration system mainly includes the aluminum alloy melt with different hydrogen content and the function of establishing the relationship between hydrogen partial pressure and negative pressure recovery rate in aluminum alloy melt;The main purpose of the measurement system is to measure the hydrogen partial pressure recovery rate in aluminum alloy melt and calculate the function of hydrogen content in the melt.The hydrogen measurement system consists of two parts: hardware and software. The hardware mainly includes vacuum pump for manufacturing vacuum environment, solenoid valve for controlling gas path switch, relay for controlling solenoid valve switch.The computer system of data acquisition and calculation and analysis is realized, the signal conversion module measured by temperature and pressure sensor is realized, the vacuum buffer chamber and pipeline in gas diffusion environment are provided, and the measuring device is connected with the probe of aluminum alloy melt.The software part of the program is programmed by Delphi language, which realizes the opening and closing of the solenoid valves in the hydrogen measurement system through the program interface, so as to realize the conversion of the functions of fusion, calibration and hydrogen measurement.At the same time, the temperature and pressure sensor data acquisition and analysis are completed, and real-time display in the form of curves and data on the software interface, and finally display the test results.The configuration of hydrogen content in different aluminum alloy melts and the relationship between hydrogen content of different aluminum alloy melts and the recovery rate of negative pressure were calibrated with this device, and the different hydrogen content aluminum alloy melts were tested.The test results show that the device has the characteristics of low cost, rapid measurement and accurate measurement, which can meet the requirements of on-line measurement through future improvement and optimization.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG292

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本文編號：1764711