專利名稱：鑄鐵抗拉強(qiáng)度在線預(yù)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于鑄鐵材料機(jī)械性能在線檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鑄鐵抗拉強(qiáng)度在線預(yù)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鑄鐵產(chǎn)品是以其抗拉強(qiáng)度等機(jī)械性能符合要求作為交貨條件?？估瓘?qiáng)度是材料由均勻塑性變形向局部集中塑性變形過渡的臨界值，也是材料在靜拉伸條件下的最大承載能力。目前鑄鐵材料的抗拉強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)是將試棒經(jīng)過冷卻開箱、拋丸清砂、切削加工之后才在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的試驗(yàn)機(jī)上完成。待到發(fā)布抗拉強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，鑄鐵產(chǎn)品早已鑄就。因此如果能在熔煉中預(yù)知鑄鐵材料的抗拉強(qiáng)度，那么就可在澆注前將鐵水質(zhì)量調(diào)整到抗拉強(qiáng)度符合交貨條件的狀態(tài)，這一點(diǎn)是生產(chǎn)廠家迫切需要掌握的檢測手段。目前在線預(yù)測鑄鐵材料抗拉強(qiáng)度的裝置都是單獨(dú)使用鐵水質(zhì)量熱分析儀或光譜儀。由于鐵水質(zhì)量熱分析儀僅使用凝固鐵水的相變特征參數(shù)來預(yù)測材料抗拉強(qiáng)度的精度， 因此預(yù)測精度低，該精度與試棒在試驗(yàn)機(jī)上實(shí)測的數(shù)據(jù)相比較相關(guān)系數(shù)僅為0. 6-0. 7。雖然有些鐵水質(zhì)量熱分析儀在檢測中采用了輸入合金含量的方法，但預(yù)測出的抗拉強(qiáng)度精度與試驗(yàn)機(jī)上實(shí)測的數(shù)據(jù)比較相關(guān)系數(shù)也沒能超過0. 8，這是因?yàn)橛绊戣T鐵材料抗拉強(qiáng)度的因素包括化學(xué)成份、冷卻速度、核心數(shù)量等三大要素，因此單純使用鐵水質(zhì)量熱分析儀時(shí)采用的相變特征參數(shù)或者單純使用光譜儀時(shí)使用的化學(xué)成分來在線預(yù)測鑄鐵材料的抗拉強(qiáng)度都存在著一定的缺陷和不足。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種預(yù)測精度高的鑄鐵抗拉強(qiáng)度在線預(yù)測系統(tǒng)。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的鑄鐵抗拉強(qiáng)度在線預(yù)測系統(tǒng)包括鐵水質(zhì)量熱分析儀、光譜儀和無線電傳輸系統(tǒng)；其中鐵水質(zhì)量熱分析儀通過補(bǔ)償導(dǎo)線與熱分析樣杯相連，用于測量熱分析樣杯內(nèi)被測鐵水凝固時(shí)的相變特征參數(shù)；光譜儀用于分析由被測鐵水制成的白口化試片的成分含量；無線電傳輸系統(tǒng)包括無線電發(fā)送模塊和無線電接收模塊，其中無線電發(fā)送模塊通過連接線連接到光譜儀上PC機(jī)的USB或COM 口上，用于將光譜儀檢測出的成分含量測量結(jié)果向外發(fā)送；無線電接收模塊通過連接線連接到鐵水質(zhì)量熱分析儀上主計(jì)算機(jī)的COM 口上，用于接收無線電發(fā)送模塊發(fā)送的成分含量測量結(jié)果，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并在檢驗(yàn)合格后發(fā)出收到數(shù)據(jù)的返回信號給無線電發(fā)送模塊，同時(shí)將合格數(shù)據(jù)傳送給鐵水質(zhì)量熱分析儀的主計(jì)算機(jī)。所述的無線電發(fā)送模塊安裝在光譜儀上，無線電接收模塊安裝在鐵水質(zhì)量熱分析儀上。本實(shí)用新型提供的鑄鐵抗拉強(qiáng)度在線預(yù)測系統(tǒng)是利用無線電傳輸系統(tǒng)將鐵水質(zhì)量熱分析儀和光譜儀有機(jī)結(jié)合為一個(gè)系統(tǒng)，其能夠?qū)㈣F水質(zhì)量熱分析儀和光譜儀的測量結(jié)果綜合在一起，由于其檢測結(jié)果包含了影響鑄鐵材料抗拉強(qiáng)度的三大要素，所以在線預(yù)測出的鑄鐵材料抗拉強(qiáng)度的精度均高于鐵水質(zhì)量熱分析儀或光譜儀各自的預(yù)測結(jié)果，并且與試驗(yàn)機(jī)上實(shí)測的數(shù)據(jù)比較相關(guān)系數(shù)可高達(dá)0.95以上。另外，使用本系統(tǒng)生產(chǎn)廠家可在鐵水澆注前即可獲得鑄鐵材料的抗拉強(qiáng)度，因此能夠從根本上消除鑄件廢品的發(fā)生，所以可以節(jié)能、減排及提高資源的利用率，因而具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

圖1為本實(shí)用新型提供的鑄鐵抗拉強(qiáng)度在線預(yù)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型提供的鑄鐵抗拉強(qiáng)度在線預(yù)測系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1所示，本實(shí)用新型提供的鑄鐵抗拉強(qiáng)度在線預(yù)測系統(tǒng)包括鐵水質(zhì)量熱分析儀1、光譜儀2和無線電傳輸系統(tǒng)3 ；其中鐵水質(zhì)量熱分析儀1通過補(bǔ)償導(dǎo)線5與熱分析樣杯4相連，用于測量熱分析樣杯4內(nèi)被測鐵水凝固時(shí)的相變特征參數(shù)；光譜儀2用于分析由被測鐵水制成的白口化試片的成分含量；無線電傳輸系統(tǒng)3包括無線電發(fā)送模塊和無線電接收模塊，其中無線電發(fā)送模塊通過連接線連接到光譜儀2上PC機(jī)的USB或COM 口上，用于將光譜儀2檢測出的成分含量測量結(jié)果向外發(fā)送；無線電接收模塊通過連接線連接到鐵水質(zhì)量熱分析儀1上主計(jì)算機(jī)的COM 口上，用于接收無線電發(fā)送模塊發(fā)送的成分含量測量結(jié)果，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并在檢驗(yàn)合格后發(fā)出收到數(shù)據(jù)的返回信號給無線電發(fā)送模塊，同時(shí)將合格數(shù)據(jù)傳送給鐵水質(zhì)量熱分析儀1的主計(jì)算機(jī)。所述的無線電發(fā)送模塊安裝在光譜儀2上，無線電接收模塊安裝在鐵水質(zhì)量熱分析儀1上?，F(xiàn)將本實(shí)用新型提供的鑄鐵抗拉強(qiáng)度在線預(yù)測系統(tǒng)工作過程進(jìn)行說明首先由工作人員將被測鐵水用樣勺舀取并澆入熱分析樣杯4中，熱分析樣杯4內(nèi)的溫度傳感器將被測鐵水的凝固溫度轉(zhuǎn)換成熱電勢，并經(jīng)補(bǔ)償導(dǎo)線5傳送給鐵水質(zhì)量熱分析儀1，鐵水質(zhì)量熱分析儀1由此測量出熱分析樣杯4內(nèi)被測鐵水凝固時(shí)的相變特征參數(shù)。 在向熱分析樣杯4澆入被測鐵水后，工作人員再向激冷模中澆入被測鐵水，以制成光譜儀 2檢測成分用白口化試片，然后在光譜儀2上分析上述白口化試片，由此獲得被測鐵水的成分含量。之后光譜儀2上的PC機(jī)將該成分含量測量結(jié)果通過連接線發(fā)送給無線電傳輸系統(tǒng)3的無線電發(fā)送模塊。無線電發(fā)送模塊收到上述成分含量測量結(jié)果后將按照無線電傳輸系統(tǒng)3的通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，在偵測到空中沒有同頻率無線電信號時(shí)，重復(fù)進(jìn)行無線電數(shù)據(jù)發(fā)送直至收到返回信號。安裝在鐵水質(zhì)量熱分析儀1上的無線電接收模塊在接收到無線電發(fā)送模塊傳送的成分含量測量結(jié)果后將進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以檢驗(yàn)和判斷接收到的數(shù)據(jù)是否正確，校驗(yàn)合格后將發(fā)出收到數(shù)據(jù)的返回信號給無線電發(fā)送模塊，并將正確數(shù)據(jù)經(jīng)COM 口傳送給鐵水質(zhì)量熱分析儀1的主計(jì)算機(jī)。鐵水質(zhì)量熱分析儀1的主計(jì)算機(jī)在收到上述成分含量測量結(jié)果后將進(jìn)行存儲，并在綜合了影響凝固組織的三大要素之后按解析方程進(jìn)行運(yùn)算處理，最終預(yù)測出該鐵水鑄就產(chǎn)品的抗拉強(qiáng)度并在顯示屏上進(jìn)行顯示。
權(quán)利要求1.一種鑄鐵抗拉強(qiáng)度在線預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于所述的鑄鐵抗拉強(qiáng)度在線預(yù)測系統(tǒng)包括鐵水質(zhì)量熱分析儀(1)、光譜儀(2)和無線電傳輸系統(tǒng)(3)；其中鐵水質(zhì)量熱分析儀 (1)通過補(bǔ)償導(dǎo)線(5)與熱分析樣杯(4)相連，用于測量熱分析樣杯(4)內(nèi)被測鐵水凝固時(shí)的相變特征參數(shù)；光譜儀(2)用于分析由被測鐵水制成的白口化試片的成分含量；無線電傳輸系統(tǒng)(3)包括無線電發(fā)送模塊和無線電接收模塊，其中無線電發(fā)送模塊通過連接線連接到光譜儀(2)上PC機(jī)的USB或COM 口上，用于將光譜儀(2)檢測出的成分含量測量結(jié)果向外發(fā)送；無線電接收模塊通過連接線連接到鐵水質(zhì)量熱分析儀(1)上主計(jì)算機(jī)的COM 口上，用于接收無線電發(fā)送模塊發(fā)送的成分含量測量結(jié)果，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并在檢驗(yàn)合格后發(fā)出收到數(shù)據(jù)的返回信號給無線電發(fā)送模塊，同時(shí)將合格數(shù)據(jù)傳送給鐵水質(zhì)量熱分析儀 (1)的主計(jì)算機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄鐵抗拉強(qiáng)度在線預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于所述的無線電發(fā)送模塊安裝在光譜儀(2)上，無線電接收模塊安裝在鐵水質(zhì)量熱分析儀(1)上。
專利摘要一種鑄鐵抗拉強(qiáng)度在線預(yù)測系統(tǒng)。其包括鐵水質(zhì)量熱分析儀、光譜儀和無線電傳輸系統(tǒng)；無線電傳輸系統(tǒng)包括發(fā)送模塊和接收模塊，發(fā)送模塊連接到光譜儀，接收模塊連接到鐵水質(zhì)量熱分析儀。本實(shí)用新型的檢測系統(tǒng)是利用無線電傳輸系統(tǒng)將鐵水質(zhì)量熱分析儀和光譜儀有機(jī)結(jié)合為一個(gè)系統(tǒng)，其能將熱分析儀和光譜儀測量結(jié)果綜合在一起，由于其檢測結(jié)果包含了影響鑄鐵材料抗拉強(qiáng)度三大要素，所以在線預(yù)測出的鑄鐵材料抗拉強(qiáng)度的精度均高于鐵水質(zhì)量熱分析儀或光譜儀各自的預(yù)測結(jié)果，且與試驗(yàn)機(jī)上實(shí)測的數(shù)據(jù)比較相關(guān)系數(shù)可高達(dá)0.95以上。使用本系統(tǒng)生產(chǎn)廠家可在鐵水澆注前即可獲得鑄鐵材料的抗拉強(qiáng)度，因此能從根本上消除鑄件廢品發(fā)生。
文檔編號G01N25/02GK202210085SQ20112027253
公開日2012年5月2日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者郭建斌, 陳大偉, 馬建華 申請人:天津普瑞賽斯軟件開發(fā)有限公司