[发明专利]一种铸造湿型粘土砂含水量的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及铸造检测领域，具体是一种铸造湿型粘土砂含水量的测量方法。

背景技术

目前，电容法是测量铸造湿型粘土砂含水量使用较多的方法之一。测量时，将电容 传感器插入铸造湿型粘土砂中，或利用含有电容传感器的取样器直接取样，使铸造湿型粘 土砂与电容传感器紧密接触，通过测量铸造湿型粘土砂的电容值，然后再根据铸造湿型粘 土砂的含水量与电容值之间的已有关系，通过数学计算即可求出铸造湿型粘土砂含水量的 大小。但是，当电容传感器在电场作用下，电容传感器的两极之间的电力线并不能全部施加 在铸造湿型粘土砂上，而是存在很多的电场泄露，致使铸造湿型粘土砂电容值的测量精度 大大降低。另一方面，铸造湿型粘土砂在电场激励下，表现出电容和电阻两种性质，且电容 性与电阻性相互作用，交织在一起，因此在测量铸造湿型粘土砂的电容值时，必定受到电阻 的影响，也降低了铸造湿型粘土砂含水量的测量精度。因此，有必要提供一种铸造湿型粘土 砂含水量的测量方法，降低电力线的泄露，并消除电阻对电容的影响。

发明内容

本发明是为了解决现有电容法测量铸造湿型粘土砂含水量时，由于电场泄露和电 阻影响而使含水量测量精度不高的问题，提供一种铸造湿型粘土砂含水量的测量方法。

本发明铸造湿型粘土砂含水量的测量方法通过下列步骤实现：

一、组装测量铸造湿型粘土砂含水量的电容传感器取样器：测量铸造湿型粘土砂含水 量的电容传感器取样器，它由驱动极、感应极、屏蔽极、基板、屏蔽板和样筒壁构成，其中驱 动极、感应极和屏蔽极都嵌入在基板的上部，且其上表面与基板的上表面水平对齐，驱动极 嵌入在基板的正中，屏蔽极嵌入在基板的外侧，感应极嵌入在驱动极和屏蔽极之间，基板的 下部安装有屏蔽板，驱动极、感应极、屏蔽极和屏蔽板的中心轴线与基板的中心轴线重合， 由驱动极、感应极、屏蔽极、基板和屏蔽板构成的组成结构安装样筒壁内部靠近最下端的位 置，屏蔽极、基板和屏蔽板与样筒壁的内壁紧密配合、且屏蔽板的下表面与样筒壁的下端水 平对齐，驱动极和屏蔽板的横断面形状为圆形，感应极和屏蔽极的横断面形状为圆环形。

二、组装测量铸造湿型粘土砂含水量的测量装置：测量铸造湿型粘土砂含水量的 测量装置，它由激励信号源、电容传感器取样器、信号调理单元、信号虚部分离单元、整流单 元和计算机测量单元组成，其中激励信号源的激励信号输出端与电容传感器取样器的激励 信号输入端相连、同时与信号虚部分离单元的参考信号输入端相连，电容传感器取样器的 测量信号输出端与信号调理单元的测量信号输入端相连，信号调理单元的测量信号输出端 与虚部分离单元的测量信号输入端相连，虚部分离单元的分离后信号输出端与整流单元的 整流信号输入端相连，整流单元的整流信号输出端与计算机测量单元的信号输入端相连， 信号调理单元是一个含有反馈电阻R_f的电路。

三、利用测量装置测量铸造湿型粘土砂的含水量：将铸造湿型粘土砂填入电容传 感器取样器中，获得固定紧实度的铸造湿型粘土砂试样，激励信号源产生激励信号U_i，并通 过电容传感器取样器施加在铸造湿型粘土砂试样上，电容传感器取样器输出的电压信号经 信号调理单元调理后，得到输出电压U，在激励信号源发出的参考信号U_i作用下，信号虚部 分离单元对信号调理单元的输出电压U进行虚部分离，得到仅与铸造湿型粘土砂的电容有 关的虚部电压U_r，经全波整流单元整流后得到直流电压U_o，计算机测量单元自动测量直流电 压U_o,并计算铸造湿型粘土砂的电容值，然后根据已有的铸造湿型粘土砂电容值与含水量 之间的关系，即可求得铸造湿型粘土砂的含水量。

其中步骤一所述的感应极、屏蔽极和屏蔽板的电位相等，驱动极的电位高于感应 极、屏蔽极和屏蔽板的电位；

步骤二中所述的反馈电阻R_f的精度为0.01%，电阻温度系数小于10ppm/℃。

本发明的优点是：由于感应极、屏蔽极和屏蔽板的电位相等，而驱动极的电位高于 感应极、屏蔽极和屏蔽板的电位，使得电容传感器取样器处于主动屏蔽状态，大部分电力线 都通过铸造湿型粘土砂，有效降低了电场的泄露；通过信号虚部分离单元可得到仅与铸造 湿型粘土砂的电容有关的虚部电压，消除了铸造湿型粘土砂电阻的影响，从而大大提高铸 造湿型粘土砂含水量的测量精度。

附图说明