CN205506743U - 一种铸造湿型粘土砂含水量的测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种铸造湿型粘土砂含水量的测量装置，涉及铸造检测领域。它解决了现有电容法铸造湿型粘土砂含水量测量装置在测量含水量时，由于电场泄露和电阻对电容的影响而使含水量测量精度不高的问题。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构成，其中电容传感器取样器包括驱动极、感应极、屏蔽极、基板、屏蔽板和样筒壁。由于电容传感器取样器处于主动屏蔽状态，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。本实用新型提高了铸造湿型粘土砂含水量的测量精度。
Description
技术领域
本实用新型属于铸造检测领域，具体涉及一种铸造湿型粘土砂含水量的测量装置。
背景技术
电容法测量铸造湿型粘土砂含水量的基本原理是，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，通过数学计算求出含水量的大小。但是，现有的铸造湿型粘土砂含水量的测量装置存在以下问题：一是测量用电容传感器的电力线并不能全部施加在铸造湿型粘土砂上，而是存在电场泄露；二是在电场激励下，铸造湿型粘土砂的电容性和电阻性相互作用，在测量电容值时，必定受到电阻的影响。上述两点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装置，降低电场泄露，并消除电阻对电容的影响。
发明内容
本实用新型是为了解决现有电容法铸造湿型粘土砂含水量测量装置在测量含水量时，由于电场泄露和电阻对电容的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装置。
一种铸造湿型粘土砂含水量的测量装置，它包括激励信号源、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；所述的激励信号源的激励信号输出端与电容传感器取样器的信号输入端相连、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。
所述的电容传感器取样器，它包括驱动极、感应极、屏蔽极、基板、屏蔽板和样筒壁，驱动极、感应极和屏蔽极都嵌入在基板的上部，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合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，所述的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。
优选的：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。如此选择，更适合大多数的电力线穿过铸造湿型粘土砂。
优选的：所述的驱动极、感应极、屏蔽极和屏蔽板的材料为纯铜，基板和样筒壁的材料为尼龙。如此选择，更适合于电磁屏蔽和铸造湿型粘土砂含水量的测量。
优选的：所述的激励信号源为10MHz~50MHz的正弦波激励信号源，整流单元为精密全波整流。如此选择，更适合铸造湿型粘土砂电阻值和电容值的分离。
本实用新型与现有技术相比具有以下效果：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
图1是本实用新型中一种铸造湿型粘土砂含水量的测量装置的电容传感器结构示意图。
图2是本实用新型中一种铸造湿型粘土砂含水量的测量装置组成框图。
具体实施方式
下面根据附图1和附图2详细阐述本实用新型优选的实施方式。
具体实施方式：参见附图1和附图2，一种铸造湿型粘土砂含水量的测量装置，它包括激励信号源1、电容传感器取样器2、信号调理单元3、信号虚部分离单元4、整流单元5和计算机测量单元6；所述的激励信号源1的激励信号输出端与电容传感器取样器2的信号输入端相连、同时与信号虚部分离单元4的参考信号输入端相连，电容传感器取样器2的信号输出端与信号调理单元3的测量信号输入端相连，信号调理单元3的测量信号输出端与虚部分离单元4的测量信号输入端相连，虚部分离单元4的分离后信号输出端与整流单元5的整流信号输入端相连，整流单元5的整流信号输出端与计算机测量单元6的信号输入端相连；所述的激励信号源1为频率为10MHz~50MHz正弦波激励信号源，所述的整流单元5为精密全波整流。
所述的电容传感器取样器2它包括驱动极2-1、感应极2-2、屏蔽极2-3、基板2-4、屏蔽板2-5和样筒壁2-6，驱动极2-1、感应极2-2和屏蔽极2-3都嵌入在基板2-4的上部，其上表面与基板2-4的上表面水平对齐，驱动极2-1嵌入在基板2-4的正中，屏蔽极2-3嵌入在基板2-4的外侧，感应极2-2嵌入在驱动极2-1和屏蔽极2-3之间，基板2-4的下部安装有屏蔽板2-5，驱动极2-1、感应极2-2、屏蔽极2-3和屏蔽板2-5的中心轴线与基板2-4的中心轴线重合，由驱动极2-1、感应极2-2、屏蔽极2-3、基板2-4和屏蔽板2-5构成的组合结构安装样筒壁2-6内部靠近最下端的位置，屏蔽极2-3、基板2-4和屏蔽板2-5与样筒壁2-6的内壁紧密配合、且屏蔽板2-5的下表面与样筒壁2-6的下端水平对齐；所述的驱动极2-1和屏蔽板2-5的横断面形状为圆形，感应极2-2和屏蔽极2-3的横断面形状为圆环形；所述的感应极2-2、屏蔽极2-3和屏蔽板2-5的电位相等，驱动极2-1的电位高于感应极2-2、屏蔽极2-3和屏蔽板2-5的电位；所述的驱动极2-1、感应极2-2、屏蔽极2-3和屏蔽板2-5的材料为纯铜；所述的基板2-4和样筒壁2-6的材料为尼龙。
工作过程如下：
将铸造湿型粘土砂填入电容传感器取样器2中，获得固定紧实度的铸造湿型粘土砂试样，激励信号源1产生激励信号Ui，并通过电容传感器取样器2施加在铸造湿型粘土砂试样上，电容传感器取样器2输出的电压信号经信号调理单元3调理后，得到输出电压U，在激励信号源1发出的参考信号Ui作用下，信号虚部分离单元4对信号调理单元3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Ur，经整流单元5全波整流后得到直流电压Uo，计算机测量单元6自动测量直流电压Uo,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。
本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。
Claims (5)
1.一种铸造湿型粘土砂含水量的测量装置，其特征在于，它包括激励信号源（1）、电容传感器取样器（2）、信号调理单元（3）、信号虚部分离单元（4）、整流单元（5）和计算机测量单元（6）；所述的激励信号源（1）的激励信号输出端与电容传感器取样器（2）的信号输入端相连、同时与信号虚部分离单元（4）的参考信号输入端相连，电容传感器取样器（2）的信号输出端与信号调理单元（3）的测量信号输入端相连，信号调理单元（3）的测量信号输出端与虚部分离单元（4）的测量信号输入端相连，虚部分离单元（4）的分离后信号输出端与整流单元（5）的整流信号输入端相连，整流单元（5）的整流信号输出端与计算机测量单元（6）的信号输入端相连。
2.根据权利要求1所述的一种铸造湿型粘土砂含水量的测量装置，其特征在于，所述的电容传感器取样器（2）它包括驱动极（2-1）、感应极（2-2）、屏蔽极（2-3）、基板（2-4）、屏蔽板（2-5）和样筒壁（2-6），驱动极（2-1）、感应极（2-2）和屏蔽极（2-3）都嵌入在基板（2-4）的上部，其上表面与基板（2-4）的上表面水平对齐，驱动极（2-1）嵌入在基板（2-4）的正中，屏蔽极（2-3）嵌入在基板（2-4）的外侧，感应极（2-2）嵌入在驱动极（2-1）和屏蔽极（2-3）之间，基板（2-4）的下部安装有屏蔽板（2-5），驱动极（2-1）、感应极（2-2）、屏蔽极（2-3）和屏蔽板（2-5）的中心轴线与基板（2-4）的中心轴线重合，由驱动极（2-1）、感应极（2-2）、屏蔽极（2-3）、基板（2-4）和屏蔽板（2-5）构成的组合结构安装样筒壁（2-6）内部靠近最下端的位置，屏蔽极（2-3）、基板（2-4）和屏蔽板（2-5）与样筒壁（2-6）的内壁紧密配合、且屏蔽板（2-5）的下表面与样筒壁（2-6）的下端水平对齐，所述的驱动极（2-1）和屏蔽板（2-5）的横断面形状为圆形，感应极（2-2）和屏蔽极（2-3）的横断面形状为圆环形。
3.根据权利要求1所述的一种铸造湿型粘土砂含水量的测量装置，其特征在于，所述的激励信号源（1）为频率为10MHz~50MHz正弦波激励信号源，所述的整流单元（5）为精密全波整流。
4.根据权利要求2所述的一种铸造湿型粘土砂含水量的测量装置，其特征在于，所述的感应极（2-2）、屏蔽极（2-3）和屏蔽板（2-5）的电位相等，驱动极（2-1）的电位高于感应极（2-2）、屏蔽极（2-3）和屏蔽板（2-5）的电位。
5.根据权利要求2所述的一种铸造湿型粘土砂含水量的测量装置，其特征在于，所述的驱动极（2-1）、感应极（2-2）、屏蔽极（2-3）和屏蔽板（2-5）的材料为纯铜，所述的基板（2-4）和样筒壁（2-6）的材料为尼龙。
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