本文關鍵詞：動態(tài)呼吸法鋁合金熔體測氫裝置研制

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【摘要】：鋁合金由于其優(yōu)良的物理性能、化學性能和力學性能被廣泛應用于機械制造和航空航天等領域,因此,鋁合金鑄件的質量控制顯得尤為重要。眾所周知,氫含量是影響鋁合金質量的關鍵因素,快速準確在線測量鋁合金熔體中氫含量,對及時控制除氫環(huán)節(jié),預測鑄件質量具有重要意義。本文介紹了國內外現(xiàn)有的鋁合金熔體測氫方法,并對其特點進行分析評價。鑒于許多測氫方法存在測試速度慢,成本高的缺點,在分析鋁合金熔體吸氫和析氫動力學過程的基礎上,選用動態(tài)呼吸法作為測量原理,結合計算機控制采集系統(tǒng),研制出動態(tài)呼吸法鋁合金熔體測氫裝置,該裝置包括硬件和軟件兩部分。硬件部分主要包括可變容真空單元、信息參數(shù)測量和機構控制單元。可變容真空單元包括真空室、驅動器,連接件和探頭,其主要功能是提供可變容的真空室,通過探頭將其與鋁合金熔體連接,使氫在熔體-真空室系統(tǒng)中自由擴散。只要能夠及時判斷氫擴散的平衡位置,即可計算得到鋁合金熔體內氫含量。測量和控制單元包括溫度傳感器、壓力傳感器、ADAM模塊和繼電器驅動電路。ADAM模塊將采集到的模擬信號轉換為數(shù)字信號并輸入到計算機程序中,同時計算機發(fā)出數(shù)字控制信號通過ADAM模塊控制電路中各元件的工作狀態(tài)。模塊化設計提高了系統(tǒng)集成度,縮短了研制周期。軟件部分使用Microsoft Visual Basic編寫,它包含測氫系統(tǒng)主程序和實現(xiàn)特殊功能的若干子程序,可實現(xiàn)測氫過程自動進行,并快速得到測量結果,即鋁合金熔體中氫含量。使用該測氫裝置對不同成分的鋁合金熔體進行測試實驗,結果表明:該裝置具有測試速度快、成本低,結果準確的優(yōu)點,經(jīng)進一步開發(fā),可以應用于鑄造生產(chǎn)現(xiàn)場。
【關鍵詞】：鋁合金熔體 測氫 動態(tài)呼吸法
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG292
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 本課題研究背景和意義10
• 1.2 鋁合金熔體氫含量檢測技術研究現(xiàn)狀10-18
• 1.2.1 鋁合金熔體氫含量檢測方法研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.2 鋁合金熔體氫含量檢測裝置研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3 鋁合金熔體氫含量檢測技術發(fā)展趨勢18-19
• 1.4 課題主要研究內容19-20
• 第2章 動態(tài)呼吸法鋁合金熔體測氫原理20-30
• 2.1 鋁合金熔體中氫的來源20-23
• 2.1.1 鋁合金熔體中吸氫過程20-22
• 2.1.2 鋁合金熔體中析氫動力學過程22-23
• 2.2 動態(tài)呼吸法測氫原理23-29
• 2.2.1 Sievert定律23-24
• 2.2.2 鋁熔體-真空室系統(tǒng)24-25
• 2.2.3 鋁熔體-真空室系統(tǒng)中氫擴散25-27
• 2.2.4 動態(tài)平衡位置的判定27-29
• 2.2.5 動態(tài)呼吸法特點分析29
• 2.3 本章小結29-30
• 第3章 動態(tài)呼吸法測氫裝置硬件設計30-45
• 3.1 測氫裝置整體設計30-31
• 3.2 變容真空系統(tǒng)設計31-37
• 3.2.1 真空泵的選擇31-32
• 3.2.2 驅動裝置和氣室體積的設計32-34
• 3.2.3 探頭的設計34-36
• 3.2.4 氣體回路的設計36-37
• 3.3 測量和控制系統(tǒng)的設計37-43
• 3.3.1 溫度信號測量38-39
• 3.3.2 壓力信號測量39
• 3.3.3 測量和控制模塊的選擇39-42
• 3.3.4 繼電器驅動電路的設計42-43
• 3.4 本章小結43-45
• 第4章 動態(tài)呼吸法測氫裝置的軟件設計45-52
• 4.1 測氫系統(tǒng)主程序45-49
• 4.1.1 MSComm控件的使用46-47
• 4.1.2 氫含量檢測程序設計47-49
• 4.2 特殊功能程序49-50
• 4.2.1 歷史記錄查看程序設計49-50
• 4.2.2 生成檢測報告程序設計50
• 4.3 手動控制程序設計50-51
• 4.4 本章小結51-52
• 第5章 動態(tài)呼吸法測氫裝置的調試及實驗測試52-59
• 5.1 測氫裝置的校準52-54
• 5.1.1 真空系統(tǒng)漏氣率的檢測52-53
• 5.1.2 溫度的校準53
• 5.1.3 壓力的校準53-54
• 5.2 測氫裝置誤差的來源54-55
• 5.2.1 溫度誤差54
• 5.2.2 壓力誤差54-55
• 5.3 測氫裝置的調試55-56
• 5.4 測試實驗及結果分析56-57
• 5.4.1 測試實驗56
• 5.4.2 測試結果及分析56-57
• 5.5 本章小結57-59
• 結論59-60
• 參考文獻60-64
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學術論文64-65
• 致謝65

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本文編號：684749