[发明专利]磁流体模具浇筑智能云控制系统

说明书

本申请公开了一种磁流体模具浇筑智能云控制系统，包括：在保温炉中以预设温度对液体进行保温，通过电磁泵将保温炉中的液体泵至模具中；构建液体液面升高过程模型，利用液面高度、模具以及电流的关联，形成以电流与液面高度的关系模型；基于模型内容控制电流实现对浇筑量的精确控制。在本申请实施例中，从磁流体力学方程出发，通过设计静态模型和动态模型，通过已有的能够准确测量的物理量如电流进行计算，实现在浇筑过程中利用可控因素电流对浇筑进度进行实时地反控制。

技术领域

本申请涉及磁流体浇筑技术领域，尤其涉及一种磁流体模具浇筑智能云控制系统。

背景技术

高温液态金属在电流和磁场作用下会产生定向流动，其运动状态可以通过磁流体力学方程描述，通过对溶液的压强，速度等的控制，结合云端的数据分析算法，达到对溶液进行精准控制和计量的目的，这项技术可用于铸造冶金行业，总体上是利用电流在磁场中的洛伦茨力，将磁流体金属溶液由低到高送入到相应的容器中。在这个输送过程中，对流量的输送和控制方式非常关键，太慢金属容易凝固，不同部分特性不均匀，太快容易产生湍流，留下气泡等缺陷。

控制磁流体的装置称为电磁泵，以往对流量的控制由于缺乏详细的物理过程探索，工程师仅根据经验对整个过程进行控制，缺点是受人为因素影响大，产品铸造过程不统一，使得电磁泵的推广受到影响。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种磁流体模具浇筑智能云控制系统，可包括，

在保温炉中以预设温度对液体进行保温，通过电磁泵将保温炉中的液体泵至模具中；

构建液体液面升高过程模型，利用液面高度、模具以及电流的关联，形成以电流与液面高度的关系模型；

基于模型内容控制电流实现对浇筑量的精确控制。

进一步地，所述模具放置在铸台上；所述铸台的液体出口与模具的液体入口对应；所述铸台的液体出口设置有液体管道；所述电磁泵将液体泵至所述液体管道中。

进一步地，所述模具的高度中部设置有半程电偶；所述半程电偶与总控制系统连接，并构成通信。

进一步地，所述构建液体液面升高过程模型，利用液面高度、模具以及电流的关联，形成以电流与液面高度的关系模型具体包括：

构建液体上升高度与电流的关系模型；

构建液体上升高度与时间系数的关系模型；

基于两个关系模型，构建液体上升高度与时间系数以及电流的关系模型，通过控制电流大小对液体上升高度进行控制。

进一步地，所述液面实时高度h与电流I的关系模型为：h＝kI，其中，ρ为铝液密度，g为重力加速度，B为磁感应强度，I为电流，l为电流两极之间的长度，k为比例系数。

进一步地，所述液体上升高度与时间系数的关系模型为：其中S为管道横截面,h为液面实时高度,H为液面最高高度，Q(t)为流量，b为比例系数：Q(t)＝b(H-h(t))。

进一步地，所述液体上升高度与时间系数以及电流的关系模型具体包括：其中τ表示时间系数。

进一步地，所述基于模型内容控制电流实现对浇筑量的精确控制具体包括：

针对不同的模具，分别重新标定k和τ后，利用液体上升高度与时间系数以及电流的关系模型，控制电流对液体的上升高度进行反控制。

在本申请实施例中，从磁流体力学方程出发，通过设计静态模型和动态模型，通过已有的能够准确测量的物理量如电流进行计算，实现在浇筑过程中利用可控因素电流对浇筑进度进行实时地反控制。

附图说明