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SM型砂在线控制系统的开发及应用 常州好迪机械有限公司 熊晗陈红兵 摘要：湿型砂型砂质量的自动检测与控制一直是铸造领域的重要前沿研究课题之一；本文通过对湿 型砂处理系统质量的自动枪测与控制装置发展过程的总结和SM型砂在线控制系统开发及应用情况 的介绍，指出型砂在线控制仪对提高混砂质量，减少因型砂原因造成的废品率，提高造型生产效率， 节能能源起到了显著的作用。 关键词：湿型砂处理在线检测 一、型砂检测控制设备的探索经历 湿型砂型砂质量的自动检测与控制一直是铸造领域的重要前沿研究课题之一。上世纪中期，欧 美国家逐步发展了丰富的实验室型砂质量检测控制方法。八十年代起随着机械，电气，计算机等技 AutomaticBond 术的发展，欧美国家率先开始发展了型砂在线控制技术。美国SIMPSON推出HARTLEY 测仪为核心建立闭环在线控制系统。如美国的Waterloo利用PID电气控制法平衡粘土和水的加入， 取得了一定成效。美国的Neural ApplicationCorp．利用人工神经网络原理研究型砂的性能和成分 之间的定量关系。另外德国的Eirich将检测修正专家系统引入了型砂控制领域。DISA公司的SMC 应用了专家系统在线控制功能。 国内清华大学，济南铸锻研究所，华南理工大学也先后开展了水分控制系统的研究和开发。 清华大学开发了C1812智能化型砂性能测控系统，华南理工大学开展了SSK／型砂水分自动控制仪在 线检测的应用研究开发，哈尔滨理工大学开展了以阻抗测量为基础的水分控制系统的研究与开发(即 基于双电源二次激励法的湿型砂组分快速预测用网络模型的研究)。从总体上看，国内在该领域的研 究与开发是比较火热的。但是由于系统设计，元器件等原因的制约，目前真正能在生产中可靠应用 的例子并不多。 常州好迪机械有限公司在吸收国外先进技术的基础上，开发的sM型砂在线控制系统(V5．O)， 及同系列产品以其工作可靠，控制精确，功能丰富的特点，至今在国内外已有近百台成功应用。 二、SM基本工作原理 湿型砂应用早期，人们就意识到水分含量在湿型砂混制过程中起着非常重要，非常敏感的作用， 所以不断探索各种方法直接检测，控制型砂的含水量。主要的方法有： 称量法：50克砂子在llO摄氏度下烘干水分后计算含水比例。计算精确，但耗时长，无法在生 产过程中连续测量控制。 电石分解法：在一定容器中放入50克电石和5克型砂，反应后根据测量气压，推算砂子含水百 分率。检测精度为±1％， 电阻法：加载高频电压后测量电阻，测量受砂子紧实程度，温度等影响较大。测量方便，精度 不稳定。 电容法：测量两电极间电容，介质即为含水的砂子。测量受砂子紧实程度，温度等影响较大。 红外线法：测量特定波长的光(如波长1．94um，1．80um等)通过砂介质后的量。 中子法：测量经过砂介质的发射接收镭铍中子源，测量含水量。价格昂贵。等等 14l 总的来说．虽经不断地改进，但应用于生产线控制的直接测量含水量的设备，典型的如 Michenfelder公司的Micomp仍然面临测量稳定性较差等问题。 1969年-美国和瑞士工程师几乎同时提出紧实率的概念。实验方法为经过筛删的松散砂子破 入直径50嘣，高100llm的试样倚，施以压力达到l肝a压强时，测量被紧实的日分率即为紧实率。 紧实率反应，型砂的湿润程度，水分与有效膨润土的比例．并和湿压强度有一定的关系，经过十多 年的应用认识，^们发现，在型砂运用范围内，紧实率对水分含量十分敏感，0j暗水量的变化将 导致3％一4％紧实率的变化。同时紧实率较好反应了造型线对型砂的要求，台适的强度，流动性，压 实比例等。由于紧实率指标的重要作用咀及自动检测的易实现性，型砂工艺控制的目标从直接控制 含水量为主转变为湿砂直接控制紧实率为主。通过测量紧实率，计算控$0棍砂过程中的加水量，最 终控制型砂的蟠实卓。 !!!!!!! ● ● E习