[发明专利]一种用于镁合金定量浇铸的液面在线实时监测系统

说明书

本发明公开一种用于镁合金定量浇铸的液面在线实时监测系统，包括PLC控制系统和红外线测位仪；所述红外线测位仪设于熔炼炉的正上方，用于采集熔炼炉内熔炼液的液面高度数据，并将采集的数据发给所述PLC控制系统；所述PLC控制系统根据预设浇铸熔体的体积和红外线测位仪反馈的信号控制熔体泵的转速和时间，控制镁液的浇铸量。采用穿透性较强的红外线，能够穿过烟尘对镁溶液的液面高度进行实时监测。并且，具有采集数据快、精度高等特点，使得镁合金铸件的产品质量更可靠，也节约了镁液。

技术领域

本发明涉及镁合金浇铸技术领域，具体涉及一种用于镁合金定量浇铸的液面在线实时监测系统。

背景技术

镁合金是目前最轻的商用金属结构材料，密度低、比强度比刚度高、阻尼减振和电磁屏蔽性好、液态成型和机加工艺性能优良、易于再生产利用、并具有丰富的资源支撑等一系列优点，被认为是当前最具想象力和发展前景的轻量化材料之一。

镁合金常温下塑性不佳，工程上多采用铸造成型，当前90%以上的镁合金零件均为铸造件。铸造生产必然需要进行熔体制备及定量供应；此外，镁合金原材料铸锭及变形材加工用半连续铸锭生产也同样需要进行熔体制备和定量供应。因此，熔体制备和定量供应是镁合金原材料生产和深加工不可或缺的重要工艺环节。

现有的镁合金熔体在进行定量浇铸时，主要采用称重的方式，通过称量需要浇铸的镁合金熔体的重量来实现对浇铸的控制，不仅不精确、难于控制，而且操作困难。也有通过大量的精密仪器实现对称量的镁合金熔体的重量进行精确控制的设备，但整套设备的成本较高，提高了镁合金铸造的生产成本。控制镁熔体液面高度实现定量浇铸是另一种定量浇铸方法。但是现有的对镁熔体液面高度的监测并不准确，也无法做到实时监测，因此难以实现准确的定量浇铸。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种用于镁合金定量浇铸的液面在线实时监测系统，解决现有的镁合金定量浇铸时液面监测数据不准确，导致定量浇铸不准确的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于镁合金定量浇铸的液面在线实时监测系统，包括PLC控制系统和红外线测位仪；所述红外线测位仪设于熔炼炉的正上方，用于采集熔炼炉内熔炼液的液面高度数据，并将采集的数据发给所述PLC控制系统；所述PLC控制系统根据预设浇铸熔体的体积和红外线测位仪反馈的信号控制熔体泵的转速和时间，控制镁液的浇铸量。

其中，所述红外线测位仪为WENGLOR YITA100QXVT80。所述PLC控制系统为SIMATICS7-200 SMART、SIMATIC S7-1200或SIMATIC S7-300。采用红外线测位仪发射出红外线，穿过烟尘照射到镁液表面反射回红外线测位仪，测得红外线测位仪到镁液液面的距离精确。

进一步，所述红外线测位仪设于固体绝热层中，即采用固体绝热层的方法，使红外线测位仪在较低温度下工作，增加其使用寿命。所述固体绝热层为氧化铝膜等。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明提供的用于镁合金定量浇铸的液面在线实时监测系统，能够实现对镁溶液液面的精确和在线实时监测，并通过控制系统对获取的镁溶液液面数据和需要的镁溶液的量进行处理后，实现对熔体泵的转速和工作时间的精确控制，从而实现准确的定量浇铸，不仅使得镁合金铸件的产品质量更可靠，也节约了镁液。

2、本发明采用高精度的红外线测位仪，误差可控制在±0.01m，还具有快速采集数据，准确传输信号的能力，可将红外线辐射信号转换为电信号传输给控制系统。在镁合金熔炼过程中射入穿透性较强的红外线，能够穿过烟尘对镁溶液的液面高度进行实时监测。并且，通过在红外线测位仪外侧设置氧化铝膜，使红外线测位仪在较低温度下工作，增加其使用寿命，因此能够进行长时间且连续监测镁合金熔体液面高度，可靠性高。