[发明专利]铝合金熔体含氢量快速测定装置

说明书

技术领域：

本发明涉及的是冶金和铸造领域，具体的是根据铝合金熔体氢分压的快速测定方法，相应的提出一种新的铝合金熔体含氢量快速测定装置。

背景技术：

含氢量是评价铝合金熔体质量的重要参数之一，熔体中的氢对凝固后铝件的塑性、韧性、疲劳寿命、应力腐蚀抗力等力学性能具有显著的破坏力。因此，准确测定铝合金熔体中的氢含量，可为后续除气工艺的选取提供重要的依据。

由于氢分压与含氢量间存在着最便捷可靠的转化关系，所以目前用于测定铝合金熔体含氢量的方法大多要通过测定铝合金熔体氢分压和利用公式计算来实现。为了准确测得氢分压，必须有足够的测试时间以确保熔体中的氢向外充分扩散，随着氢分压梯度不断下降，其扩散动力越来越弱，直接影响测试速度。这也是这类方法难以克服的不足。

发明内容：

本发明的目的是提供一种铝合金熔体含氢量快速测定装置，本测氢装置以“动态测定氢分压”为理论依据，突破以往测试装置的静态平衡测量方式，实现了动态中捕捉静态指标。开发一种新型的铝合金熔体炉前快速测氢装置，使铝合金熔体含氢量在线快速检测成为现实。

上述目的通过以下技术方案实现：

铝合金熔体含氢量快速测定装置，其组成包括：真空系统、变容驱动单元和对两者进行控制的数据采集处理系统，所述的真空系统中真空泵通过管路连接氢气瓶，真空管路上连接有可变容真空室，所述的可变容真空室连接有微压差传感器。

所述的铝合金熔体含氢量快速测定装置，所述的变容驱动单元，包括电动机及低传动比的减速传动机构。

所述的铝合金熔体含氢量快速测定装置，所述的数据采集处理系统，包括所述的微压传感器、热电偶和PC机，所述的热电偶通过导线连接PC机，测试时热电偶插入被测熔体中，所述的PC机通过导线连接所述的微压差传感器。

所述的铝合金熔体含氢量快速测定装置，所述的真空系统，还包括真空阀门组、恒温槽、隔离单元、探头及连接管路，所述的真空泵与所述的探头之间的连接管路经过恒温槽，在所述的恒温槽与所述的探头之间的管路段有隔离单元，所述的探头为高灵敏度探头，测试时该探头插入被测熔体中。所述的铝合金熔体含氢量快速测定装置，所述的电动机功率为370瓦、转速为1400转/分，所述的低传动比的减速传动机构减速比为5：2。

本发明的有益效果：

1.现有测氢仪实测时间多为10到30分钟，由于采用动态测定氢分压原理，本发明获取熔体氢分压的测试时间仅为0.3分钟到0.7分钟之间，符合现场快速测量的实际要求。

本发明可重复性好，最终的实验结果与日本KZCH-1型快速自动测氢仪同步测量的检测结果相差小于0.03ml/100g，符合仪器测量精度要求，测量结果稳定。

本发明自动化程度高，操作方便。

简捷的机构设计可降低仪器制造成本。

上述结果和同期所做大量实验证明，系统不仅可以精确测定液态合金含氢量，还可为研究液态合金吸气特性提供大量有用信息，而且具有较好的后续功能可扩展性。

本发明要求密封良好的可变容真空室，因为漏气现象可使测量值相对真实值偏高，甚至无法获得；本发明特选大功率电机，功率过小无法驱动可变容真空室进行连续稳定的变容动作；本发明指定低传动比减速传动机构，足以减小电机震动及转子单周期内转速不均对真空系统产生的干扰；本发明采用高灵敏的气路控制元件，避免阀门控制延时对动态测量产生影响。这样设计的优点是，可以产生连续、稳定、可重复的气压变化场，以保证真空系统内存在某一确定的气压“主动”变化规律。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是本发明气路控制单元的示意图。

具体实施方式：

实施例1：

铝合金熔体含氢量快速测定装置，其组成包括：真空系统、变容驱动单元和对两者进行控制的数据采集处理系统，所述的真空系统中真空泵11通过管路连接氢气瓶8，真空管路上连接有可变容真空室2，所述的可变容真空室连接有微压差传感器1。