專利名稱：鑄鐵抗拉強度在線預測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于鑄鐵材料機械性能在線檢測技術領域，特別是涉及一種鑄鐵抗拉強度在線預測系統(tǒng)。
背景技術：
鑄鐵產(chǎn)品是以其抗拉強度等機械性能符合要求作為交貨條件。抗拉強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度實驗是將試棒經(jīng)過冷卻開箱、拋丸清砂、切削加工之后才在實驗室內(nèi)的試驗機上完成。待到發(fā)布抗拉強度實驗報告時，鑄鐵產(chǎn)品早已鑄就。因此如果能在熔煉中預知鑄鐵材料的抗拉強度，那么就可在澆注前將鐵水質(zhì)量調(diào)整到抗拉強度符合交貨條件的狀態(tài)，這一點是生產(chǎn)廠家迫切需要掌握的檢測手段。目前在線預測鑄鐵材料抗拉強度的裝置都是單獨使用鐵水質(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)來預測材料抗拉強度的精度， 因此預測精度低，該精度與試棒在試驗機上實測的數(shù)據(jù)相比較相關系數(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，但預測出的抗拉強度精度與試驗機上實測的數(shù)據(jù)比較相關系數(shù)也沒能超過0. 8，這是因為影響鑄鐵材料抗拉強度的因素包括化學成份、冷卻速度、核心數(shù)量等三大要素，因此單純使用鐵水質(zhì)量熱分析儀時采用的相變特征參數(shù)或者單純使用光譜儀時使用的化學成分來在線預測鑄鐵材料的抗拉強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，本實用新型的目的在于提供一種預測精度高的鑄鐵抗拉強度在線預測系統(tǒng)。為了達到上述目的，本實用新型提供的鑄鐵抗拉強度在線預測系統(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)量熱分析儀通過補償導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機的USB或COM 口上，用于將光譜儀檢測出的成分含量測量結果向外發(fā)送；無線電接收模塊通過連接線連接到鐵水質(zhì)量熱分析儀上主計算機的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果，然后進行數(shù)據(jù)處理，并在檢驗合格后發(fā)出收到數(shù)據(jù)的返回信號給無線電發(fā)送模塊，同時將合格數(shù)據(jù)傳送給鐵水質(zhì)量熱分析儀的主計算機。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。本實用新型提供的鑄鐵抗拉強度在線預測系統(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結合為一個系統(tǒng)，其能夠?qū)㈣F水質(zhì)量熱分析儀和光譜儀的測量結果綜合在一起，由于其檢測結果包含了影響鑄鐵材料抗拉強度的三大要素，所以在線預測出的鑄鐵材料抗拉強度的精度均高于鐵水質(zhì)量熱分析儀或光譜儀各自的預測結果，并且與試驗機上實測的數(shù)據(jù)比較相關系數(shù)可高達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)濟和社會效益。

圖1為本實用新型提供的鑄鐵抗拉強度在線預測系統(tǒng)結構示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本實用新型提供的鑄鐵抗拉強度在線預測系統(tǒng)進行詳細說明。如圖1所示，本實用新型提供的鑄鐵抗拉強度在線預測系統(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通過補償導線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機的USB或COM 口上，用于將光譜儀2檢測出的成分含量測量結果向外發(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上主計算機的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果，然后進行數(shù)據(jù)處理，并在檢驗合格后發(fā)出收到數(shù)據(jù)的返回信號給無線電發(fā)送模塊，同時將合格數(shù)據(jù)傳送給鐵水質(zhì)量熱分析儀1的主計算機。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)將本實用新型提供的鑄鐵抗拉強度在線預測系統(tǒng)工作過程進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)補償導線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機將該成分含量測量結果通過連接線發(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果后將按照無線電傳輸系統(tǒng)3的通訊協(xié)議進行數(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，重復進行無線電數(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果后將進行數(shù)據(jù)處理，以檢驗和判斷接收到的數(shù)據(jù)是否正確，校驗合格后將發(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的主計算機。鐵水質(zhì)量熱分析儀1的主計算機在收到上述成分含量測量結果后將進行存儲，并在綜合了影響凝固組織的三大要素之后按解析方程進行運算處理，最終預測出該鐵水鑄就產(chǎn)品的抗拉強度并在顯示屏上進行顯示。
權利要求1.一種鑄鐵抗拉強度在線預測系統(tǒng)，其特征在于所述的鑄鐵抗拉強度在線預測系統(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)通過補償導線(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機的USB或COM 口上，用于將光譜儀(2)檢測出的成分含量測量結果向外發(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)上主計算機的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果，然后進行數(shù)據(jù)處理，并在檢驗合格后發(fā)出收到數(shù)據(jù)的返回信號給無線電發(fā)送模塊，同時將合格數(shù)據(jù)傳送給鐵水質(zhì)量熱分析儀 (1)的主計算機。
2.根據(jù)權利要求1所述的鑄鐵抗拉強度在線預測系統(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度在線預測系統(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結合為一個系統(tǒng)，其能將熱分析儀和光譜儀測量結果綜合在一起，由于其檢測結果包含了影響鑄鐵材料抗拉強度三大要素，所以在線預測出的鑄鐵材料抗拉強度的精度均高于鐵水質(zhì)量熱分析儀或光譜儀各自的預測結果，且與試驗機上實測的數(shù)據(jù)比較相關系數(shù)可高達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