一種鑄造濕型粘土砂含水量的測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鑄造檢測(cè)領(lǐng)域，具體是一種鑄造濕型粘土砂含水量的測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，電容法是測(cè)量鑄造濕型粘土砂含水量使用較多的方法之一。測(cè)量時(shí)，將電容 傳感器插入鑄造濕型粘土砂中，或利用含有電容傳感器的取樣器直接取樣，使鑄造濕型粘 土砂與電容傳感器緊密接觸，通過(guò)測(cè)量鑄造濕型粘土砂的電容值，然后再根據(jù)鑄造濕型粘 土砂的含水量與電容值之間的已有關(guān)系，通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算即可求出鑄造濕型粘土砂含水量的 大小。但是，當(dāng)電容傳感器在電場(chǎng)作用下，電容傳感器的兩極之間的電力線(xiàn)并不能全部施加 在鑄造濕型粘土砂上，而是存在很多的電場(chǎng)泄露，致使鑄造濕型粘土砂電容值的測(cè)量精度 大大降低。另一方面，鑄造濕型粘土砂在電場(chǎng)激勵(lì)下，表現(xiàn)出電容和電阻兩種性質(zhì)，且電容 性與電阻性相互作用，交織在一起，因此在測(cè)量鑄造濕型粘土砂的電容值時(shí)，必定受到電阻 的影響，也降低了鑄造濕型粘土砂含水量的測(cè)量精度。因此，有必要提供一種鑄造濕型粘土 砂含水量的測(cè)量方法，降低電力線(xiàn)的泄露，并消除電阻對(duì)電容的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有電容法測(cè)量鑄造濕型粘土砂含水量時(shí)，由于電場(chǎng)泄露和電 阻影響而使含水量測(cè)量精度不高的問(wèn)題，提供一種鑄造濕型粘土砂含水量的測(cè)量方法。
[0004] 本發(fā)明鑄造濕型粘土砂含水量的測(cè)量方法通過(guò)下列步驟實(shí)現(xiàn)： 一、組裝測(cè)量鑄造濕型粘土砂含水量的電容傳感器取樣器:測(cè)量鑄造濕型粘土砂含水 量的電容傳感器取樣器，它由驅(qū)動(dòng)極、感應(yīng)極、屏蔽極、基板、屏蔽板和樣筒壁構(gòu)成，其中驅(qū) 動(dòng)極、感應(yīng)極和屏蔽極都嵌入在基板的上部，且其上表面與基板的上表面水平對(duì)齊，驅(qū)動(dòng)極 嵌入在基板的正中，屏蔽極嵌入在基板的外側(cè)，感應(yīng)極嵌入在驅(qū)動(dòng)極和屏蔽極之間，基板的 下部安裝有屏蔽板，驅(qū)動(dòng)極、感應(yīng)極、屏蔽極和屏蔽板的中心軸線(xiàn)與基板的中心軸線(xiàn)重合， 由驅(qū)動(dòng)極、感應(yīng)極、屏蔽極、基板和屏蔽板構(gòu)成的組成結(jié)構(gòu)安裝樣筒壁內(nèi)部靠近最下端的位 置，屏蔽極、基板和屏蔽板與樣筒壁的內(nèi)壁緊密配合、且屏蔽板的下表面與樣筒壁的下端水 平對(duì)齊，驅(qū)動(dòng)極和屏蔽板的橫斷面形狀為圓形，感應(yīng)極和屏蔽極的橫斷面形狀為圓環(huán)形。
[0005] 二、組裝測(cè)量鑄造濕型粘土砂含水量的測(cè)量裝置：測(cè)量鑄造濕型粘土砂含水量的 測(cè)量裝置，它由激勵(lì)信號(hào)源、電容傳感器取樣器、信號(hào)調(diào)理單元、信號(hào)虛部分離單元、整流單 元和計(jì)算機(jī)測(cè)量單元組成，其中激勵(lì)信號(hào)源的激勵(lì)信號(hào)輸出端與電容傳感器取樣器的激勵(lì) 信號(hào)輸入端相連、同時(shí)與信號(hào)虛部分離單元的參考信號(hào)輸入端相連，電容傳感器取樣器的 測(cè)量信號(hào)輸出端與信號(hào)調(diào)理單元的測(cè)量信號(hào)輸入端相連，信號(hào)調(diào)理單元的測(cè)量信號(hào)輸出端 與虛部分離單元的測(cè)量信號(hào)輸入端相連，虛部分離單元的分離后信號(hào)輸出端與整流單元的 整流信號(hào)輸入端相連，整流單元的整流信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)測(cè)量單元的信號(hào)輸入端相連， 信號(hào)調(diào)理單元是一個(gè)含有反饋電阻R f的電路。
[0006] 三、利用測(cè)量裝置測(cè)量鑄造濕型粘土砂的含水量:將鑄造濕型粘土砂填入電容傳 感器取樣器中，獲得固定緊實(shí)度的鑄造濕型粘土砂試樣，激勵(lì)信號(hào)源產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)Ui，并通 過(guò)電容傳感器取樣器施加在鑄造濕型粘土砂試樣上，電容傳感器取樣器輸出的電壓信號(hào)經(jīng) 信號(hào)調(diào)理單元調(diào)理后，得到輸出電壓U，在激勵(lì)信號(hào)源發(fā)出的參考信號(hào)仏作用下，信號(hào)虛部 分離單元對(duì)信號(hào)調(diào)理單元的輸出電壓U進(jìn)行虛部分離，得到僅與鑄造濕型粘土砂的電容有 關(guān)的虛部電壓Ur，經(jīng)全波整流單元整流后得到直流電壓U。，計(jì)算機(jī)測(cè)量單元自動(dòng)測(cè)量直流電 壓U。，并計(jì)算鑄造濕型粘土砂的電容值，然后根據(jù)已有的鑄造濕型粘土砂電容值與含水量 之間的關(guān)系，即可求得鑄造濕型粘土砂的含水量。
[0007] 其中步驟一所述的感應(yīng)極、屏蔽極和屏蔽板的電位相等，驅(qū)動(dòng)極的電位高于感應(yīng) 極、屏蔽極和屏蔽板的電位； 步驟二中所述的反饋電阻Rf的精度為0.01%，電阻溫度系數(shù)小于10ppm/°C。
[0008] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：由于感應(yīng)極、屏蔽極和屏蔽板的電位相等，而驅(qū)動(dòng)極的電位高于 感應(yīng)極、屏蔽極和屏蔽板的電位，使得電容傳感器取樣器處于主動(dòng)屏蔽狀態(tài)，大部分電力線(xiàn) 都通過(guò)鑄造濕型粘土砂，有效降低了電場(chǎng)的泄露;通過(guò)信號(hào)虛部分離單元可得到僅與鑄造 濕型粘土砂的電容有關(guān)的虛部電壓，消除了鑄造濕型粘土砂電阻的影響，從而大大提高鑄 造濕型粘土砂含水量的測(cè)量精度。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 圖1是本發(fā)明中一種鑄造濕型粘土砂含水量的測(cè)量方法的電容傳感器結(jié)構(gòu)示意 圖。
[0010] 圖2是本發(fā)明中一種鑄造濕型粘土砂含水量的測(cè)量方法的測(cè)量裝置組成框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 根據(jù)說(shuō)明書(shū)附圖1和附圖2對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0012]
【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式一種鑄造濕型粘土砂含水量的測(cè)量方法通過(guò)下列步 驟實(shí)施： 一、組裝測(cè)量鑄造濕型粘土砂含水量的電容傳感器取樣器:測(cè)量鑄造濕型粘土砂含水 量的電容傳感器取樣器，它由驅(qū)動(dòng)極1、感應(yīng)極2、屏蔽極3、基板4、屏蔽板5和樣筒壁6構(gòu)成， 其中驅(qū)動(dòng)極1、感應(yīng)極2和屏蔽極3都嵌入在基板4的上部，其上表面與基板4的上表面水平對(duì) 齊，驅(qū)動(dòng)極1嵌入在基板4的正中，屏蔽極3嵌入在基板4的外側(cè)，感應(yīng)極2嵌入在驅(qū)動(dòng)極1和屏 蔽極3之間，基板4的下部安裝有屏蔽板5，驅(qū)動(dòng)極1、感應(yīng)極2、屏蔽極3和屏蔽板5的中心軸線(xiàn) 與基板4的中心軸線(xiàn)重合，由驅(qū)動(dòng)極1、感應(yīng)極2、屏蔽極3、基板4和屏蔽板5構(gòu)成的組成結(jié)構(gòu) 安裝樣筒壁6內(nèi)部靠近最下端的位置，屏蔽極3、基板4和屏蔽板5與樣筒壁6的內(nèi)壁緊密配 合、且屏蔽板5的下表面與樣筒壁6的下端水平對(duì)齊，驅(qū)動(dòng)極1和屏蔽板5的橫斷面形狀為圓 形，感應(yīng)極2和屏蔽極3的橫斷面形狀為圓環(huán)形。
[0013] 二、組裝測(cè)量鑄造濕型粘土砂含水量的測(cè)量裝置：測(cè)量鑄造濕型粘土砂含水量的 測(cè)量裝置，它由激勵(lì)信號(hào)源7、電容傳感器取樣器8、信號(hào)調(diào)理單元9、信號(hào)虛部分離單元10、 整流單元11和計(jì)算機(jī)測(cè)量單元12組成，其中激勵(lì)信號(hào)源7的激勵(lì)信號(hào)輸出端與電容傳感器 取樣器8的激勵(lì)信號(hào)輸入端相連、同時(shí)與信號(hào)虛部分離單元10的參考信號(hào)輸入端相連，電容 傳感器取樣器8的測(cè)量信號(hào)輸出端與信號(hào)調(diào)理單元9的測(cè)量信號(hào)輸入端相連，信號(hào)調(diào)理單元 9的測(cè)量信號(hào)輸出端與虛部分1?單兀10的測(cè)量信號(hào)輸入端相連，虛部分1?單兀10的分1?后 信號(hào)輸出端與整流單元11的整流信號(hào)輸入端相連，整流單元11的整流信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī) 測(cè)量單元12的信號(hào)輸入端相連，信號(hào)調(diào)理單元9是一個(gè)含有反饋電阻Rf的電路。
[0014] 三、利用測(cè)量裝置測(cè)量鑄造濕型粘土砂的含水量:將鑄造濕型粘土砂填入電容傳 感器取樣器8中，獲得固定緊實(shí)度的鑄造濕型粘土砂試樣，激勵(lì)信號(hào)源7產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)U，并 通過(guò)電容傳感器取樣器8施加在鑄造濕型粘土砂試樣上，電容傳感器取樣器8輸出的電壓信 號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理單元9調(diào)理后，得到輸出電壓U，在激勵(lì)信號(hào)源7發(fā)出的參考信號(hào)仏作用下，信 號(hào)虛部分離單元10對(duì)信號(hào)調(diào)理單元9的輸出電壓U進(jìn)行虛部分離，得到僅與鑄造濕型粘土砂 的電容有關(guān)的虛部電壓U r，經(jīng)全波整流單元11整流后得到直流電壓U。，計(jì)算機(jī)測(cè)量單元12自 動(dòng)測(cè)量直流電壓U。，并計(jì)算鑄造濕型粘土砂的電容值，然后根據(jù)已有的鑄造濕型粘土砂電 容值與含水量之間的關(guān)系，即可求得鑄造濕型粘土砂的含水量。
[0015] 其中步驟一所述的感應(yīng)極2、屏蔽極3和屏蔽板5的電位相等，驅(qū)動(dòng)極1的電位高于 感應(yīng)極2、屏蔽極3和屏蔽板5的電位； 步驟二中所述的反饋電阻Rf的精度為0.01%，電阻溫度系數(shù)小于10ppm/°C。
【具體實(shí)施方式】 [0016] 二:本實(shí)施方式與一不同的是步驟一中驅(qū)動(dòng)極1、感應(yīng) 極2、屏蔽極3和屏蔽板5的材料為鈹青銅。其他步驟及參數(shù)與一相同。
【具體實(shí)施方式】 [0017] 三:本實(shí)施方式與一或二的不同的是步驟一中樣筒壁 6的材料為工程塑料。其他步驟及參數(shù)與一或二相同。
[0018]【具體實(shí)施方式】四：本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同的是的步驟一中基 板4的材料為聚酰胺。其他步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至三之一相同。
【具體實(shí)施方式】 [0019] 五:本實(shí)施方式與一至四之一不同的是的步驟二中激 勵(lì)信號(hào)源7為正弦波激勵(lì)信號(hào)源。其他步驟及參數(shù)與一至四之一相同。