一种铸造用原砂含泥量自动测试装置及方法

1.本发明涉及的是铸造中原砂含泥量测量领域，具体涉及一种铸造用原砂含泥量自动测试装置及方法。


背景技术：

2.原砂是湿型黏土砂重要的组成部分，被称为型砂的骨料。因此需要控制型砂的质量，其中原砂的含泥量是原砂的重要指标，原砂的含泥量直接影响到型砂的性能，其对型砂的强度、透气性和耐火度等性能都有很大的影响。原砂中所含的泥分往往有相当一部分不是粘土矿物组成，其粘结性能比普通粘土差。所以在生产中必须控制原砂的含泥量，对原砂含泥量的检测和控制具有重要的意义。
3.目前原砂含泥量的测定主要采用gb/t2648-2009规定的差值法，其原理主要是根据固体颗粒在水中的沉降规律，虹吸管口以上为泥分。该方法通过使用虹吸管将虹吸管口上部液体全部虹吸出去，再进行加水，搅拌，静置，虹吸，反复多次直到水清之后，即可将涡洗后脱落的泥分全部排除出去，然后再经过过滤烘干称重，计算出前后原砂的重量差值占原砂总质量的百分比，以此计算含泥量。该方法步骤繁多且人参与量大，耗时时间长，不便于测量。因此为简化测量繁琐且耗时时间长等问题，提出一种铸造用原砂含泥量自动测试装置及方法。


技术实现要素：

4.本发明目的是为了解决目前用来检测原砂含泥量过程麻烦、耗时长、人工工作量大等问题，提供一种铸造用原砂含泥量自动测试装置及方法。
5.一种铸造用原砂含泥量的自动测试装置，它主要包括可调速电机(1)、搅拌头(2)、遮光罩(3)、过滤网(4)、缸体(5)、操作台(6)、传感器(7)、升降台(8)、支架(9)；过滤网(4)和缸体(5)位于同一中轴线组成水仓,，遮光罩(3)起到遮光作用，可升降电机(1)与搅拌头(2)连接位于缸体正上方；电机与支架(9)连接可调节电机高度，传感器(7)和升降台(8)组成浊度采集装置；固定于缸体中，操作台(6)位于缸体正下方。
6.一种铸造用原砂含泥量自动测试装置，实现快速测量原砂含泥量操作包括以下步骤：s1、传感器升降到适合位置；s2、打开遮光罩，检查过滤网当中是否有异物，称取试样原砂50g均匀放于过滤网中；将缸体中加入800ml水，与此同时盖好遮光罩并检查遮光性，检查无误进行下一步；s3、用操作台按键调整电机转速为4000转每分钟，将电机调整到正确位置；然后用按键控制洗涤开始，电机带动过滤网中的原砂，将原砂和泥分持续分离开；s4、对stc89c52单片机、lcd显示器，蜂鸣器等各芯片或器件进行初始化；控制传感器工作，由单片机控制传感器读取数据，经a/d模块进行转换，待传感器读取待测原砂浊液数值稳定时，利用数学模型计算得出原砂含泥量；
7.一种铸造用的原砂含泥量自动测试装置，其浊度处理的具体方法和步骤如下：s31、用洗净砂配置不同含泥量的原砂，电子天平称：含泥量为分别为1％、0.8％、0.6％、0.4％、0.2％原砂各50g；不同含泥量的原砂各取五组进行实验；s32、将配置的不同含泥量的待测原砂分别放入洗砂装置图1中，开始洗砂直到传感器读数稳定，分别读取浊度，记录实验数据；s33、对每组数据进行处理转化成特征值；s34、构建含泥量和特征值之间的数学模型；
8.与现有技术相比，本发明的优点和积累效果在于：本发明拟从不同含泥量的原砂的浊液浊度差异和颗粒大小出发。基于国标方法当中将泥分和原砂分离的原理，可以在洗砂的同时动态的将原砂和泥分分离，然后通过用传感器测量浊度转化为含泥量，待传感器读数稳定自动判断洗砂终点，解决了现有原砂含泥量测量方法人工参与量大、耗费时间长、测量过程繁琐、测量结果不准确、传感器测量时需要沉降等待，省去了反复洗砂和虹吸的过程，测量结果从数小时缩减到十几分钟，实现原砂的快速测定。
附图说明
9.图1为一种铸造用原砂含泥量自动测试装置结构示意图。图2为测量原砂含泥量新方法的流程图。
具体实施方式
10.具体实施方式一：下面结合附图2进一步阐述本发明使用方法：s1、通过装置如附图1将传感器升降到适合位置；s2、打开遮光罩，检查过滤网当中是否有异物，称取试样原砂50g均匀放于过滤网中；将缸体中加入800ml水，与此同时盖好遮光罩并检查遮光性，检查无误进行下一步；s3、用操作台按键调整电机转速为4000转每分钟，将电机调整到正确位置；然后用按键控制洗涤开始，待传感器读数稳定后，停止洗砂，将特征值返回到程序当中直接通过lcd显示出原砂含泥量。
11.具体实施方式二：根据附图2进一步阐述数学模型的建立：s31、通过检测装置如附图1对原砂进行测量，对不同含泥量的的原砂(含泥量分别为1％、0.8％、0.6％、0.4％、.02％)各五组进行试验测量；s32、每组实验洗砂直到传感器读数稳定，获得实验数据进预处理，每个含泥量的数据进行取平均值获得特征值；s33、将获得特征值和真实值进行对照绘制成表格，用matlab拟合成数学关系式；s34、根据预构建的含泥量数学关系模型计算原砂试样的含泥量。


技术特征：
1.一种铸造用原砂含泥量自动测试装置及方法，其特征在于：它包括可调速电机(1)、搅拌头(2)、遮光罩(3)、过滤网(4)、缸体(5)、操作台(6)、传感器(7)、升降台(8)、支架(9)；过滤网(4)和缸体(5)位于同一中轴线组成水仓，遮光罩(3)起到遮光作用，可升降电机(1)与搅拌头(2)连接位于缸体正上方；电机与支架(9)连接可上下调节电机高度，传感器(7)和升降台(8)组成浊度采集装置；固定于缸体中，操作台(6)位于缸体正下方。2.根据权利要求1所述的一种铸造用原砂含泥量自动测试装置，其特征在于电机(1)和搅拌头(2)清洗过滤网(4)中的原砂，带动混浊液从过滤网(4)中流出，过滤网(4)材质为不锈钢，选取标准为800目孔隙小于20μm；可以在洗砂的同时将泥分分隔出来，过滤网当中为原砂混浊液，过滤网外为泥分混浊液，实时采集过滤网外混浊液浊度，其浊度表征范围为电压0-5v。3.根据权利要求1所述的一种铸造用原砂含泥量自动测试装置，其特征在于在原砂的清洗过程中，通过浊度传感器实时动态检测混合液的浊度来自动判断洗砂终点，并根据原砂含泥量和混合液浊度的数学模型自动计算含泥量，无需多次长时间洗砂、过滤、烘干和称重过程。4.一种铸造用原砂含泥量自动测试装置，操作过程基于权利要求1测试装置包括以下步骤：s1、传感器升降到适合位置；s2、打开遮光罩，检查过滤网当中是否有异物，称取试样原砂50g均匀放于过滤网中；将缸体中加入800ml水，与此同时盖好遮光罩并检查遮光性；s3、用操作台按键调整电机转速为4000转每分钟，将电机调整到正确位置；然后用按键控制洗涤开始，电机带动过滤网中的原砂，原砂和泥分在搅拌中持续分离；s4、对stc89c52单片机、lcd显示器，蜂鸣器等各芯片或器件进行初始化；控制传感器工作，由单片机控制传感器读取数据，经a/d模块进行转换，待传感器读取待测原砂浊液数值稳定时，停止洗砂；同时利用所建立的混合液浊度和原砂含泥量之间的数学模型计算出原砂含泥量。5.根据权利要求4原砂含泥量测试方法中所述的混合液浊度和原砂含泥量之间数学模型建立，其具体方法和步骤如下：s31、用洗净砂配置不同含泥量的原砂，电子天平称：含泥量为1％、0.8％、0.6％、0.4％、0.2％原砂各50g；不同含泥量的原砂各取五组进行实验；s32、将配置的不同含泥量的待测原砂分别放入洗砂装置图1中，洗砂直到传感器读取特征值稳定后，分别读取浊度，记录实验数据；s33、对每组数据进行处理转化成特征值；s34、构建含泥量和特征值之间的数学模型。

技术总结
本发明公开了一种铸造用原砂含泥量自动测试装置及方法，属于铸造原砂测量领域，本装置主要包括带搅拌头的可调速电机、浊度传感器、过滤网、固定架、传感器升降器、缸体、遮光罩、操控面板。该方法通过搅拌装置和过滤装置实现原砂和泥分在洗砂杯中的动态分离，并在动态分离的过程中采用浊度传感器实时采集洗砂杯中混合液的浊度，利用混合液浊度和原砂含泥量之间的数学模型自动计算出原砂的含泥量，并在面板上显示含泥量测试值。该方法实现了对原砂的涡洗、原砂和泥分分离、测量一体化设计，可自动根据混浊液的浊度自动判断洗砂终点，解决了原有自动洗砂过程次数较多或固定，时间过长的问题，免除了反复加水虹吸、烘干、称重的过程，节省了烘干和称重所需设备的成本，在洗砂过程中即可完成含泥量的测试，大大缩短了测试过程和时间。过程和时间。过程和时间。


技术研发人员：安广超 马旭梁
受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学
技术研发日：2023.06.11
技术公布日：2023/9/12