[发明专利]一种铸造造型材料热解气体成分检测装置和方法

说明书

本发明涉及一种铸造造型材料热解气体成分检测装置和方法，装置包括粉粒热解模块、气体检测模块和数据接收模块；所述气体检测模块包括气室、气体传感器组、数模转换器、数据采集卡；所述气体传感器组至少包括一种气体传感器，并列设置于所述气室内；所述数模转换器与气体传感器相连；所述数据采集卡用于接收数模转换器传输来的数字信号；所述粉粒热解模块用于实现铸造造型材料的快速热解；所述数据接收模块用于接收所述数据采集卡采集到的数据。方法包括通过计算多组铸造造型材料检测结果的平均值作为热解气体的最终检测结果。本发明能对铸造造型材料热解气体进行高效快速检测，能够简单便捷地分析热解气体的组成情况。

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，特别是涉及一种铸造造型材料热解气体成分检测装置和方法。

背景技术

铸造废气中包含多种有害气体，例如CO、SO₂、氮的氧化物和挥发性有机物(Volatile Organic Compounds，VOCs)等。这些废气在铸造车间内无规则逸散会严重影响人体健康，甚至危害生命。因此，铸造废气排放是铸造研究者普遍关注的课题。

铸造废气主要来源于金属熔炼和浇注过程，而浇注排放的废气基本来自于铸造型(芯)砂的高温热解。湿型铸造中广泛应用的型砂是煤粉湿型砂，它是在型腔内形成还原性气体，同时析出大量的光亮碳，起到防止粘砂的作用。要保证有效防止粘砂，挥发分(除水和CO₂外的还原性气体)含量一般控制在32％～38％。这也意味着煤粉湿型砂防粘砂作用需要以析出大量的有害气体为代价。

近几年来，市面上先后出现多种低碳材料，以期取代煤粉湿型砂在湿型铸造行业中的地位。这些造型材料的成分和配方均未公开，其热解气体需要特定的检测设备和方法进行分析。

传统的铸造造型材料热解气体分析方法为裂解——气质联用技术，该技术检测精度高，但检测周期长、操作复杂、设备昂贵。更为麻烦的方法是采集铸造造型材料热解气体产物的样本，再通过气体分离的方法对单一气体进行化学分析，该方法成本低，但操作复杂、难度较大。目前针对铸造造型材料气体检测的装置只有发气量和发气速度实验装置，至今没有铸造造型材料热解气体成分检测的简易装置。因此，研发简易便捷的检测装置很有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种铸造造型材料热解气体成分检测装置和方法，能够快速有效检测铸造造型材料热解气体成分，提高检测效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种铸造造型材料热解气体成分检测装置，包括粉粒热解模块(1)、气体检测模块(2)和数据接收模块(3)；

所述气体检测模块(2)包括气室(21)、气体传感器组(28)、数模转换器(25)、数据采集卡(24)；所述气室(21)位于所述粉粒热解模块(1)的上方；所述气室(21)包括进气口(27)，所述气体传感器组(28)至少包括一种气体传感器，所述气体传感器并列设置于所述气室(21)内；所述数模转换器(25)与气体传感器相连，所述数模转换器(25)用于将气体传感器传向数据采集卡(24)的电信号转化为数字信号；所述数据采集卡(24)用于接收数模转换器(25)传输来的数字信号；

所述粉粒热解模块(1)用于实现铸造造型材料的快速热解，通过连接管道(113)和所述气体检测模块(2)的进气口(27)连接；

所述数据接收模块(3)用于接收所述数据采集卡(24)采集到的。

所述粉粒热解模块(1)为管式炉(11)，所述管式炉(11)设置有炉膛管(111)，所述管式炉(11)的最高加热温度超过1000℃。

所述气体传感器用于检测铸造造型材料高温热解产生的气体，所述气体包括CO、CO₂、NO₂、SO₂、VOCs和/或CH₂O。