CN2191427Y - 便携式砂型紧实度数字化测定仪 - Google Patents

Abstract

一种快速测定砂型紧实度便携式数字化仪器，用 于铸造行业快速测定砂型任意部位紧实度，以评价造 型质量和研究造型方法。测量装置主要由探杆，压力 传感器，数字显示电路及探测深度设定装置等组成。 探测深度设定装置与探杆联动，实现了砂型紧实度与 深度的同步数字化测量,整个装置设计成手枪形结 构，枪柄内装有全部电路和电池,手握枪柄插入被测 砂型即可完成紧实度测定。具有结构简单,使用方便 的优点,可测量砂型任何部位的紧实度值。

Description

本实用新型属于现代铸造测试仪器，用于铸造行业快速测定湿砂型紧实度，以利于造型生产的优化控制。

铸造生产目前仍以普通砂型铸造为主，其中尤以粘土砂湿型铸造居多。砂型紧实度分布不仅影响铸件质量，而且影响劳动生产率，因此是评价造型质量和造型方法优劣的重要指标。国内外普遍采用砂型硬度计测定砂型表面硬度以表征内部紧实度，实验表明，造型方法和模样结构都将影响砂型内部紧实度的分布，仅用表面硬度不足以正确评价造型质量，也有人曾研究过带计算机的砂型紧实度触探仪，但终因设备结构复杂、体大笨重而不能用于生产现场。

本实用新型的目的在于为铸造行业提供一种能够快速测定湿砂型任意部位紧实度的便携式数字化测量仪器，不但满足造型生产实际需要，而且为研究新造型方法提供一种有力的评价工具。

本实用新型的主要技术内容为，该便携式砂型紧实度数字化测定仪，由紧实度传感器、紧实度数字显示系统、探测深度设定装置组成；其特征在于该测定仪的外型结构为手枪型（如图1所示）；紧实度传感器由压力传感器2、探杆1组成，两者通过螺纹联接，压力传感器2紧固在枪身上；紧实度数字显示系统装于枪柄3内，由A／D转换电路Ⅰ、液晶显示器Ⅱ、电源久压指示电路Ⅲ和传感器电路Ⅳ组成；探测深度设定装置由标尺7、标尺座6、游标9、游标锁紧扭8、数据锁存开关10和标尺导向套11组成；紧实度传感器的探杆1和探测深度设定装置的标尺7均穿过标尺座6、游标9并连为一体，游标9通过游标锁紧扭8锁在标尺7上，游尺座6固接在游尺7上与探杆1为活动连接；手枪柄可推动探杆1使数据锁定开关10和标尺导向套11沿标尺7滑动，当锁定开关10与游标9接触时，数据锁定开关10闭合锁定予测深度的紧实度值。

本实用新型的技术效果在于该便携式砂型紧实度数字化测定仪与现有的测定仪器比较具有功能强、结构简单、使用方便的优点。由于该仪器有探测深度设定装置，并采用了机械结构与电子电路相结合的技术，可实现砂型任意深度下紧实度的测定，对研究各种造型方法实砂机理及检测造型质量具有重要意义。由于该仪器采用了高精度模数转换电路构成仪器的数字显示系统，故测试准确，读数直观。另外该仪器所用集成电路均为CMOS型器件，所以系统功耗低，可用干电池供电，携带方便，且仪器外型设计为手枪形，结构合理，使用灵活。

图1为本实用新型的外形结构示意图；

图2为本实用新型电路原理图；

1探杆、2压力传感器、3枪柄、4电源开关、5调零电位器、6标尺座、7标尺、8游标锁紧钮、9游标、10数据锁定开关、11标尺导向套、ⅠA／D转换电路、Ⅱ液晶显示电路、Ⅲ电源久压指示电路、Ⅳ传感器电路。

实现本实用新型的最佳方案如图所示：

紧实度传感器

如图1所示，紧实度传感器由探感1和压力传感器2构成，两者靠螺纹联接，探杆前端加工成圆锥形（锥角为60°），锥底直径为4mm，直杆直径为3mm，探杆长度可根据探测最大深度而确定。压力传感器由弹性元件和半导体力敏电桥组成，探杆贯入砂型所受阻力大小即反映出砂型紧实度变化，通过压力传感器可以输出与之相对应的电压信号。

紧实度数字显示系统

如图2所示，紧实度数字显示系统由A／D转换电路Ⅰ，液晶显示器Ⅱ、电源久压指示电路Ⅲ和传感器桥路Ⅳ等部分组成。以大规模CMOS电路ICL7116为核心构成的A／D转换电路，将传感器桥路输出的模拟信号变换为数字量，直接驱动液晶显示器显示紧实度值。仪器标度变换通过调整ICL7116的基准电压（接V_R＋端）得以实现。4077、9013和DW683等器件构成电源久压指示电路，当电源电压低于6.5V时，驱动液晶显示器上的久压符号。MC1403为高精度稳压电路，向传感器提供2.5V稳压电源，桥路中的300Ω电位器即为图1中的调零电位器5。

探测深度设定装置

如图1所示，探测深度设定装置由标尺座6、标尺7、游标锁紧钮8、游标9、数据锁存开关10和标尺导向套11组成。标尺座与标尺钢性联连，可沿探杆方向前后滑动。游标在标尺上的位置可随意设定，由于有探杆穿过，游标不会绕标尺旋转。数据锁存开关紧固在导向套上。根据探测深度要求，靠游标锁紧钮设定游标在标尺上的位置（标尺刻度值代表探测深度）。在探杆贯入砂型的过程中，标尺座浮在砂型表面，当探杆尖端达到砂型预定深度时，游标碰合数据锁存开关，接通数字显示系统中的锁存电路（图2中开关K），此时液晶屏读数即为该深度下砂型紧实度值。

仪器外形结构

如图1所示，仪器设计成手枪形结构，4为仪器电源开关，5为调零电位器，其余电路和2节9V层选电池均装入枪柄3内，打开枪柄侧盖板可方便地更换电池。

本仪器工作过程如下：

参照图1，打开电源开关4，将标尺座6拉向探杆尖端处，根据欲测深度值，调定游标9在标尺7上的位置，调节调零电位器5，使显示窗数字为000。手握枪柄，保持探杆1垂直于砂型表面，匀速贯入砂型，贯入阻力（代表紧实度）将通过压力传感器2变换为电压信号，送入数字显示电路后，由液晶显示器显示砂型紧实度变化。随着探杆不断深入砂型，游标9与锁存开关10的距离愈加缩短，当探杆尖端到达预定深度后，锁定开关被游标压合，接通A／D转换电路的数据锁存电路，使该深度下的砂型紧实度值保留在液晶屏上，直至操作者将游标9推离锁存开关10时为止。

Claims (3)

1、一种便携式砂型紧实度数字化测定仪，由紧实度传感器、紧实度数字显示系统、探测深度设定装置组成；其特征在于该测定仪的外型结构为手枪型；紧实度传感器由探杆(1)和压力传感器(2)组成，两者通过螺纹联接，压力传感器(2)紧固在枪身上；紧实度数字显示系统装于枪柄(3)内，由(A/D)转换电路(Ⅰ)、液晶显示器(Ⅱ)、电源久压指示电路(Ⅲ)和传感器电路(Ⅳ)组成；探测深度设定装置由标尺(7)、标尺座(6)、游标(9)、游标锁紧扭(8)、数据锁定开关(10)和标尺导向套(11)组成；紧实度传感器的探杆(1)和探测深度设定装置的标尺(7)均穿过标尺座(6)和游标(9)并连为一体，游标(9)通过游标锁紧扭(8)锁在标尺(7)上，标尺座(6)固接在标尺(7)上与探杆(1)为活动连接；手枪柄可推动探杆(1)使数据锁定开关(10)和标尺导向套(11)沿标尺(7)滑动。

2、根据权利要求1所述的便携式砂型紧实度数字化测定仪，其特征在于探杆（1）前端加工成圆锥形，锥角为60°，锥底直径为4mm，直杆直径为3mm，探杆长度可根据探测最大深度确定，压力传感器（2）由弹性元件和半导体力敏电桥组成，压力传感器输出的模拟电压信号送至紧实度数字显示系统。

3、根据权利要求1所述的便携式砂型紧实度数字测定仪，其特征在于A／D转换电路由大规模CMOS集成电路ICL7116为核心构成，将传感器电路输出的模拟信号变换为数字量，直接驱动液晶显示器（Ⅱ）显示紧实度值；电源久压指示电路（Ⅲ）由异或门集成电路（4077）、三极管（9013）和稳压管（DW6830）组成；传感器电路（Ⅳ）由（MC1403）稳压电路、电阻（R）构成的电桥和调零电位器（5）组成，调零电位器（5）装于手枪型结构外壳，通过导线与电桥连接，滑动端与（A／D）转换电路（Ⅰ）输入端连接。

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