低成本鑄造熱分析系統(tǒng)開發(fā)研究.pdf

1、熱分析法是利用冷卻曲線記錄金屬在凝固過程中相變效應(yīng)的一種能量分析方法。運(yùn)用熱分析法評價金屬熔體的質(zhì)量，具有簡便，快速，準(zhǔn)確的特點(diǎn)，對提高鑄件的質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本有著重要的意義。但目前使用的熱分析儀及取樣器售價相對較高，阻礙了熱分析技術(shù)的廣泛應(yīng)用。本文開發(fā)了一種模塊化、多通道、高精度的熱分析系統(tǒng)，設(shè)計了制作簡單、成本低廉的新型熱分析取樣器，有效的降低了熱分析設(shè)備采購和測試的成本。
　　設(shè)計了溫度補(bǔ)償模塊和信號放大模塊，選擇精度高、抗

2、干擾能力強(qiáng)的信號采集模塊。以visual basic6.0集成軟件開發(fā)系統(tǒng)為工具編寫了熱分析測試軟件;實現(xiàn)了多通道數(shù)據(jù)的同步高速采集，采集過程可以通過軟件實時監(jiān)控;采用算術(shù)平均中位值法濾波，降低了環(huán)境對數(shù)據(jù)采集過程的干擾;用分段最小二乘線性擬合法將熱電偶分度表轉(zhuǎn)換為分段函數(shù)，使熱電勢與溫度之間的轉(zhuǎn)化速度和精度得到提高;采用人工識別和數(shù)學(xué)模型識別兩種方式識別特征值，兩者互為補(bǔ)充，提高了識別精度。分析了影響系統(tǒng)精度的因素，并通過對工業(yè)純鋁進(jìn)

3、行熱分析試驗來檢測系統(tǒng)的重復(fù)性和識別精度。結(jié)果表明系統(tǒng)具有較高的測量重復(fù)性和較強(qiáng)的抗干擾能力。
　　本文設(shè)計了一種復(fù)合型熱分析取樣器，由內(nèi)襯和外套組成。內(nèi)襯由干型粘土砂制成，屬于一次性消耗品，可通過專門的模具由使用者自己制作;外套由45號鋼制成，可以重復(fù)使用。通過對冷卻曲線進(jìn)行計算機(jī)模擬，并對不同幾何尺寸的取樣器逐一進(jìn)行測試，選出了最符合使用要求的幾何尺寸。與樹脂砂、陶瓷、石墨和金屬材質(zhì)的取樣器相比，復(fù)合型取樣器既保留了導(dǎo)熱率低，