本發(fā)明涉及鑄造檢測領(lǐng)域，具體是一種測量濕型砂含水量的裝置及含水量獲取方法。

背景技術(shù)：

含水量是濕型粘土砂的重要組分參數(shù)，含水量的變化直接關(guān)系濕型粘土砂的性能，進而影響鑄件的質(zhì)量，因此，快速準確的測量濕型粘土砂含水量至關(guān)重要。目前，電阻法和電容法是被廣泛應(yīng)用的濕型粘土砂含水量快速測量方法，其基本原理是在源激勵作用下，根據(jù)被測濕型粘土砂的含水量變化時會引起電阻值或電容值的變化，通過測得濕型粘土砂的電阻值或電容值，再根據(jù)濕型粘土砂的含水量與電阻值或電容值之間的已有關(guān)系來計算含水量的大小。然而，濕型粘土砂在電場作用下要同時表現(xiàn)出電阻特性和電容特性，同時還存在著電容特性，而且這兩種特性之間存在著相互干擾，因此很難準確的測量出純電阻值或純電容值，這就使得電阻法和電容法的測量精度都不是很高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決電容法或電阻法在測量濕型粘土砂的含水量時，由于電阻和電容之間的相互影響而使含水量測量精度不高的問題，提供一種測量濕型砂含水量的裝置及含水量獲取方法。

一種測量濕型砂含水量的裝置，它包括信號源產(chǎn)生模塊、0°方波整形模塊、含水量探頭傳感器、90°方波整形模塊、第一相敏檢波模塊、選頻放大模塊、第二相敏檢波模塊、第二低通濾波模塊、第一低通濾波模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、STM32系統(tǒng)、液晶顯示模塊。

所述的信號源產(chǎn)生模塊的第二信號輸出端與0°方波整形模塊的信號輸入端相連，0°方波整形模塊的信號輸出端與第二相敏檢波模塊的第一信號輸入端相連，第二相敏檢波模塊的信號輸出端與第二低通濾波模塊的信號輸入端相連，第二低通濾波模塊的信號輸出端與A/D轉(zhuǎn)換模塊的第二輸入通道相連，A/D轉(zhuǎn)換模塊的信號輸出端與STM32系統(tǒng)的信號輸入端相連，STM32系統(tǒng)的信號輸出端與液晶顯示模塊的信號輸入端相連。

所述的信號源產(chǎn)生模塊的第一信號輸出端與90°方波整形模塊的信號輸入端相連，90°方波整形模塊的信號輸出端與第一相敏檢波模塊的第一信號輸入端相連，第一相敏檢波模塊的信號輸出端與第一低通濾波模塊的信號輸入端相連，第一低通濾波模塊的信號輸出端與A/D轉(zhuǎn)換模塊的第一輸入通道相連。

所述的信號源產(chǎn)生模塊的第三信號輸出端與含水量探頭傳感器的信號輸入端相連，含水量探頭傳感器的信號輸出端與選頻放大模塊的信號輸入端相連，選頻放大模塊的第一信號輸出端與第二相敏檢波模塊的第二信號輸入端相連，選頻放大模塊的第二信號輸出端與第一相敏檢波模塊的第二信號輸入端相連。

所述的信號源產(chǎn)生模塊能夠同時產(chǎn)生相差90°的正弦信號和余弦信號，正弦信號輸入到0°方波整形模塊中，余弦信號輸入到90°方波整形模塊中。

所述的一種測量濕型砂含水量的裝置的含水量獲取方法包括下列步驟：

步驟一、將含水量探頭傳感器3插入介質(zhì)損耗角為θ的濕型粘土砂中；

步驟二、信號源產(chǎn)生模塊1同時產(chǎn)生頻率為ω、相位相差90°的正弦信號和余弦信號，正弦信號經(jīng)0°方波整形模塊2整形后得到0°方波信號Er2 ，余弦信號經(jīng)90°方波整形模塊4整形后得到90°方波信號Er1；

步驟三、含水量探頭傳感器3的輸出信號經(jīng)選頻放大模塊6選頻放大后輸出信號Es；

步驟四、Es和Er2經(jīng)第二相敏檢波模塊7相敏檢波后輸出信號Em2，Es和Er1經(jīng)第一相敏檢波模塊5相敏檢波后輸出信號Em1；

步驟五、Em2和Em1分別經(jīng)第二低通濾波模塊8和第一低通濾波模塊9濾波后，得到直流信號Eo2和Eo1，并輸入到A/D轉(zhuǎn)換模塊10的第二輸入通道和第一輸入通道，轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并傳送給STM32系統(tǒng)11；

步驟六、STM32系統(tǒng)11求取Eo2與Eo1的商，即，然后再根據(jù)已有的濕型粘土砂的介質(zhì)損耗角θ與含水量之間的關(guān)系求得含水量，并送到液晶顯示模塊12顯示輸出。

本發(fā)明的優(yōu)點：本發(fā)明由于是通過測量相差90°的兩路低頻信號，進而求其商，即使用濕型粘土砂的介質(zhì)損耗角來計算含水量，避免了單獨計算電阻值或電容值，消除了電阻和電容之間的相互干擾，大大提高了濕型粘土砂含水量的測量精度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述的一種測量濕型砂含水量的裝置構(gòu)成圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述的一種測量濕型砂含水量的裝置，它包括信號源產(chǎn)生模塊1、0°方波整形模塊2、含水量探頭傳感器3、90°方波整形模塊4、第一相敏檢波模塊5、選頻放大模塊6、第二相敏檢波模塊7、第二低通濾波模塊8、第一低通濾波模塊9、A/D轉(zhuǎn)換模塊10、STM32系統(tǒng)11、液晶顯示模塊12。

具體實施方式二：結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式是對具體實施方式一的進步一說明，本實施方式中所述的信號源產(chǎn)生模塊1的第二信號輸出端與0°方波整形模塊2的信號輸入端相連，0°方波整形模塊2的信號輸出端與第二相敏檢波模塊7的第一信號輸入端相連，第二相敏檢波模塊7的信號輸出端與第二低通濾波模塊8的信號輸入端相連，第二低通濾波模塊8的信號輸出端與A/D轉(zhuǎn)換模塊10的第二輸入通道相連，A/D轉(zhuǎn)換模塊10的信號輸出端與STM32系統(tǒng)11的信號輸入端相連，STM32系統(tǒng)11的信號輸出端與液晶顯示模塊12的信號輸入端相連。其他與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式是對具體實施方式一或二的進步一說明，本實施方式所述的信號源產(chǎn)生模塊1的第一信號輸出端與90°方波整形模塊4的信號輸入端相連，90°方波整形模塊2的信號輸出端與第一相敏檢波模塊5的第一信號輸入端相連，第一相敏檢波模塊5的信號輸出端與第一低通濾波模塊9的信號輸入端相連，第一低通濾波模塊9的信號輸出端與A/D轉(zhuǎn)換模塊10的第一輸入通道相連。其他與具體實施方式一或二相同。

具體實施方式四：結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式是對具體實施方式一至三之一的進步一說明，本實施方式所述的信號源產(chǎn)生模塊1的第三信號輸出端與含水量探頭傳感器3的信號輸入端相連，含水量探頭傳感器3的信號輸出端與選頻放大模塊6的信號輸入端相連，選頻放大模塊6的第一信號輸出端與第二相敏檢波模塊7的第二信號輸入端相連，選頻放大模塊6的第二信號輸出端與第一相敏檢波模塊5的第二信號輸入端相連。其他與具體實施方式一至三之一相同。

具體實施方式五：結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式是對具體實施方式一至四之一的進步一說明，本實施方式所述的信號源產(chǎn)生模塊1能夠同時產(chǎn)生相差90°的正弦信號和余弦信號，正弦信號輸入到0°方波整形模塊2中，余弦信號輸入到90°方波整形模塊4中。其他與具體實施方式一至四之一相同。

具體實施方式六：結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式是對具體實施方式一至五之一的進步一說明，本實施方式所述的信號源產(chǎn)生模塊1產(chǎn)生信號的頻率為50kHz，所述的A/D轉(zhuǎn)換模塊10為分辨為24位的HX711。其他與具體實施方式一至五之一相同。

具體實施方式七：結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述的一種測量濕型砂含水量的裝置的含水量獲取方法包括下列步驟：

步驟一、將含水量探頭傳感器3插入介質(zhì)損耗角為θ的濕型粘土砂中；

步驟二、信號源產(chǎn)生模塊1同時產(chǎn)生頻率為ω、相位相差90°的正弦信號和余弦信號，正弦信號經(jīng)0°方波整形模塊2整形后得到0°方波信號，余弦信號經(jīng)90°方波整形模塊4整形后得到90°方波信號；

步驟三、含水量探頭傳感器3的輸出信號經(jīng)選頻放大模塊6選頻放大后輸出信號；

步驟四、Es和Er2經(jīng)第二相敏檢波模塊7相敏檢波后輸出信號

經(jīng)第一相敏檢波模塊5相敏檢波后輸出信號；

步驟五、Em2和Em1分別經(jīng)第二低通濾波模塊8和第一低通濾波模塊9濾波后，得到直流信號和，并輸入到A/D轉(zhuǎn)換模塊10的第二輸入通道和第一輸入通道，轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并傳送給STM32系統(tǒng)11；

步驟六、STM32系統(tǒng)11求取Eo2與Eo1的商，即，然后再根據(jù)已有的濕型粘土砂的介質(zhì)損耗角θ與含水量之間的關(guān)系求得含水量，并送到液晶顯示模塊12顯示輸出。