一種鑄造濕型粘土砂含水量的測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鑄造檢測領(lǐng)域，具體是一種鑄造濕型粘土砂含水量的測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，電容法是測量鑄造濕型粘土砂含水量使用較多的方法之一。測量時，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，通過測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，通過數(shù)學(xué)計算即可求出鑄造濕型粘土砂含水量的 大小。但是，當(dāng)電容傳感器在電場作用下，電容傳感器的兩極之間的電力線并不能全部施加 在鑄造濕型粘土砂上，而是存在很多的電場泄露，致使鑄造濕型粘土砂電容值的測量精度 大大降低。另一方面，鑄造濕型粘土砂在電場激勵下，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，因此在測量鑄造濕型粘土砂的電容值時，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量精度。因此，有必要提供一種鑄造濕型粘土 砂含水量的測量方法，降低電力線的泄露，并消除電阻對電容的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有電容法測量鑄造濕型粘土砂含水量時，由于電場泄露和電 阻影響而使含水量測量精度不高的問題，提供一種鑄造濕型粘土砂含水量的測量方法。
[0004] 本發(fā)明鑄造濕型粘土砂含水量的測量方法通過下列步驟實現(xiàn)： 一、組裝測量鑄造濕型粘土砂含水量的電容傳感器取樣器:測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齊，驅(qū)動極 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)動極和屏蔽極之間，基板的 下部安裝有屏蔽板，驅(qū)動極、感應(yīng)極、屏蔽極和屏蔽板的中心軸線與基板的中心軸線重合， 由驅(qū)動極、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 平對齊，驅(qū)動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、組裝測量鑄造濕型粘土砂含水量的測量裝置：測量鑄造濕型粘土砂含水量的 測量裝置，它由激勵信號源、電容傳感器取樣器、信號調(diào)理單元、信號虛部分離單元、整流單 元和計算機(jī)測量單元組成，其中激勵信號源的激勵信號輸出端與電容傳感器取樣器的激勵 信號輸入端相連、同時與信號虛部分離單元的參考信號輸入端相連，電容傳感器取樣器的 測量信號輸出端與信號調(diào)理單元的測量信號輸入端相連，信號調(diào)理單元的測量信號輸出端 與虛部分離單元的測量信號輸入端相連，虛部分離單元的分離后信號輸出端與整流單元的 整流信號輸入端相連，整流單元的整流信號輸出端與計算機(jī)測量單元的信號輸入端相連， 信號調(diào)理單元是一個含有反饋電阻R f的電路。
[0006] 三、利用測量裝置測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，獲得固定緊實度的鑄造濕型粘土砂試樣，激勵信號源產(chǎn)生激勵信號Ui，并通 過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經(jīng) 信號調(diào)理單元調(diào)理后，得到輸出電壓U，在激勵信號源發(fā)出的參考信號仏作用下，信號虛部 分離單元對信號調(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。，計算機(jī)測量單元自動測量直流電 壓U。，并計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)點是：由于感應(yīng)極、屏蔽極和屏蔽板的電位相等，而驅(qū)動極的電位高于 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屏蔽狀態(tài)，大部分電力線 都通過鑄造濕型粘土砂，有效降低了電場的泄露;通過信號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量精度。
【附圖說明】
[0009] 圖1是本發(fā)明中一種鑄造濕型粘土砂含水量的測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量方法的測量裝置組成框圖。
【具體實施方式】
[0011] 根據(jù)說明書附圖1和附圖2對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。
[0012]
【具體實施方式】一:本實施方式一種鑄造濕型粘土砂含水量的測量方法通過下列步 驟實施： 一、組裝測量鑄造濕型粘土砂含水量的電容傳感器取樣器:測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 齊，驅(qū)動極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)動極1、感應(yīng)極2、屏蔽極3和屏蔽板5的中心軸線 與基板4的中心軸線重合，由驅(qū)動極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的下端水平對齊，驅(qū)動極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、組裝測量鑄造濕型粘土砂含水量的測量裝置：測量鑄造濕型粘土砂含水量的 測量裝置，它由激勵信號源7、電容傳感器取樣器8、信號調(diào)理單元9、信號虛部分離單元10、 整流單元11和計算機(jī)測量單元12組成，其中激勵信號源7的激勵信號輸出端與電容傳感器 取樣器8的激勵信號輸入端相連、同時與信號虛部分離單元10的參考信號輸入端相連，電容 傳感器取樣器8的測量信號輸出端與信號調(diào)理單元9的測量信號輸入端相連，信號調(diào)理單元 9的測量信號輸出端與虛部分1?單兀10的測量信號輸入端相連，虛部分1?單兀10的分1?后 信號輸出端與整流單元11的整流信號輸入端相連，整流單元11的整流信號輸出端與計算機(jī) 測量單元12的信號輸入端相連，信號調(diào)理單元9是一個含有反饋電阻Rf的電路。
[0014] 三、利用測量裝置測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，獲得固定緊實度的鑄造濕型粘土砂試樣，激勵信號源7產(chǎn)生激勵信號U，并 通過電容傳感器取樣器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 號經(jīng)信號調(diào)理單元9調(diào)理后，得到輸出電壓U，在激勵信號源7發(fā)出的參考信號仏作用下，信 號虛部分離單元10對信號調(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。，計算機(jī)測量單元12自 動測量直流電壓U。，并計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。
【具體實施方式】 [0016] 二:本實施方式與一不同的是步驟一中驅(qū)動極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。
【具體實施方式】 [0017] 三:本實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]【具體實施方式】四：本實施方式與【具體實施方式】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【具體實施方式】一至三之一相同。
【具體實施方式】 [0019] 五:本實施方式與一至四之一不同的是的步驟二中激 勵信號源7為正弦波激勵信號源。其他步驟及參數(shù)與一至四之一相同。