[发明专利]基于纯电容值测量的铸造湿型粘土砂含水量的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及铸造领域，具体是一种基于纯电容值测量的铸造湿型粘土砂含水量的 测量方法。

背景技术

目前，湿型粘土砂铸造仍然为主要的铸造方法，湿型粘土砂的性能及其稳定性直 接影响铸件的质量和生产成本。含水量是影响湿型粘土砂性能的主要参数之一，因此发展 了十多种实时测量湿型粘土砂含水量的方法，其中电容法是使用较多的方法之一，其基本 原理是，当被测湿型粘土砂的含水量发生变化时，会引起湿型粘土砂砂样电容值的变化，通 过测得湿型粘土砂砂样的电容值，再根据湿型粘土砂的含水量与电容值之间的已有关系， 即可快速计算出含水量的大小。然而，湿型粘土砂砂样在交流电场激励下，既表现出电容 性，又表现出电阻性，而且电容性与电阻性相互作用、交织在一起，因此通过电阻值来计算 含水量，必定受到电阻的影响，降低湿型粘土砂含水量的测量精度。而现有的基于电容法湿 型粘土砂含水量测量装置都将电容传感器看作为理想状态，忽略了电阻的影响。因此，提供 一种基于纯电容测量的铸造湿型粘土砂含水量的测量方法具有重要意义。

发明内容

本发明是为了解决现有电容法测量铸造湿型粘土砂含水量未能考虑电阻的影响 而使测量精度不高的问题，提供一种基于纯电容值测量的铸造湿型粘土砂含水量的测量方 法。

本发明基于纯电容值测量的铸造湿型粘土砂含水量的测量方法通过下列步骤实 施：

一、组装基于纯电容值测量的铸造湿型粘土砂含水量的测量方法的电路：基于纯电容 值测量的铸造湿型粘土砂含水量的测量方法的电路，它包括电容水分传感器、传感器输出 信号测量单元、激励信号源、移相单元、过零检测单元、同步开关和同步分离单元，其中电容 水分传感器等效为湿型粘土砂电阻R_x和湿型粘土砂电容C_x的并联，传感器输出信号测量单 元由放大器A₁、平衡电阻R₁₁和反馈电阻R_F组成，同步分离单元由放大器A₂、反馈电阻R_f、放大 器A₂的反相端输入电阻R₂₁和放大器A₂的同相端输入电阻R₂₂组成，放大器A₁的反相端与反馈 电阻R_F的一端相连、同时与湿型粘土砂电阻R_x和湿型粘土砂电容C_x的一端相连，湿型粘土砂 电阻R_x和湿型粘土砂电容C_x的另一端同时接地，放大器A₁的输出端与反馈电阻R_F的另一端 相连、同时与放大器A₂的反相端输入电阻R₂₁的一端和放大器A₂的同相端输入电阻R₂₂的一端 相连，放大器A₁的同相端与平衡电阻R₁₁的一端相连，平衡电阻R₁₁的另一端与激励信号源相 连、同时与移相单元的一端相连，移相单元的另一端与过零检测单元的一端相连，过零检测 单元的另一端与同步开关的一端相连，同步开关的另一端与放大器A₂的同相端相连、同时 与放大器A₂的同相端输入电阻R₂₂的另一端相连，放大器A₂的反相端与反馈电阻R₂₁的一端相 连、同时与放大器A₂的反相端输入电阻R₂₁的另一端湿相连，反馈电阻R_f的另一端与放大器A₂的输出端相连，激励信号源的输出电压为U_i，传感器输出信号测量单元的输出电压为U，同 步分离单元的输出电压为U_O。