铸造型砂发气性测试仪研制.pdf

学兔兔 铸 造 型砂 发气 性 测 试 仪 的研 制 口 张 晨 口 凌宏江 华中科技大学 材料科学与工程学院 武汉 430074 摘 要 ：介绍 了一款铸造用型砂发气性测试仪 ，可将先进 的微 电子技术、计算机技术及传感技术应用于造型材料发 气性的检测中，对其工作原理 、硬件各模块和软件设计进行 了论述。 关键词 ：发气性测试仪 C8051F350 PID控制 C# 中图分类号：TH89；TG231．2 文献标识码：A 文章编号：1000—4998(2012)03—0072—04 铸 造是 一种 液态 金属 成形 的方 法 ，即将 金 属加 热 可求 得试 样 的发气量 。 到液态 ，使其 具有 流 动性 ，然后 浇入 具有 一定 形 状 的型 本 仪 器 采 用 C8051F350单 片 机 作 为 处 理 器 ． 腔 铸型 中 ，液 态金 属在 重力 场 或外力 场 (压力 、离 心力 、 FT232RL作 为 UART转 USB 的通 信 芯 片 ，DS18B20、K 电磁力 等 )的作用 下充 满 型腔 ．冷却 并 凝 固成具 有 型腔 型热 电偶 作为 温度 传感 器 。扩散 硅 压力 传感 器作 为 压 形 状 的铸件 力传 感模 块 。 ’ 在 多种 铸造 方法 中 ，砂 型铸造 是应 用最 广泛 的 。在 高温 53-?~炉加 热造 型材 料使 之成 为 气体 ，微 机测 砂 型铸 造生 产过 程 中 ，型 砂 由于受 到 高温金 属 液 的热 控 箱将 采 集 到 的数 据发 送 到 计算 机 中进行 分 析 运 算 ， 作用会 产 生气体 。这 些气 体往 往会 导致 铸 件 内部产 生 计算 机 再 发送 指 令 到 单 片机 对 整个 系 统 进行 控 制 ．气 气孔 ，同时严 重 影 响表 面质 量 I1]。因此 ，对铸 造 过程 中 压稳 定测 量 系统负 责采 集 温度 和压 力数 据 。仪 器 的基 的型砂 进行 发气 性测 量 ，对 提高铸 件 质量有 着 极为 重 本结 构 、主要功 能及 实现 如 图 l所 示 。 要 的意 义 。为此 ，本文 介绍 一 款测试 仪 ，可将 先 进 的微 电子技 术 、计算 机技 术 以及传 感技 术应 用 于造 型材 料 发气性 的检测 中 ，利 用气体 压 力测 量原 理 ，实现 发气 性 各 参数 的 自动测 量 ，图形 、数 字显示 及 存储 。本 仪器 采 用 先进 的传感 技术 、高精度 的放大 器 、A／D转 换 器及 单 片计算 机技 术 ．达 到 高精度 检测 和控制 的 目的 。 1．1 温度 测 量 和 控 制 1 系统总体设计及工作原理 本 仪 器 采 用 K 型 热 电偶 、TMP121分 别 对 炉 温 及 本 系 统 仪器 是 按 恒体 积 法 测气 压 的原 理 工作 的 。 环境 温 度进行 自动 测量 和显 示 ，并 利用数 字 PID调 节 当一定 量 的试样 在加 热 到一定 温 度 的高温 分解 炉 内受 和 自动 温度补 偿技 术对 高 温分解 炉 和压 力测 量 系统 进 热分 解时 ，由于系统 的体 积 是一定 的 ，故产 生 的气体 受 行 数字