[實用新型]惰性氣體循環(huán)法測氫裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320881339.8
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN203630066U
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李大勇;肖鵬;王利華;馬旭梁
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務(wù)所 23118
• 代理人: 陳曉光

技術(shù)領(lǐng)域：

本實用新型涉及一種基于惰性氣體循環(huán)法測氫裝置。

背景技術(shù)：

鋁合金在熔煉過程中很容易吸氫，且固態(tài)鋁鎂合金溶氫量遠低于液態(tài)合金溶氫量，鋁液凝固時析出的氫甚至是固態(tài)所能溶解之氫的16.5倍，因此在鋁合金凝固過程中會析出大量的氫，最終在鑄件中形成針孔、皮下氣孔等鑄造缺陷。氫對鋁及鋁合金性能的危害非常大，因氫量過高造成的廢品率約占全部鋁鑄件廢品的一半。

能夠定量檢測鋁合金熔體的方法很多，多數(shù)方法都基于西華特定律，即通過檢測合金熔體的氫分壓來計算得熔體的氫含量，諸多方法之間的主要區(qū)別在于檢測合金熔體氫分壓方法的不同。檢測氫分壓的方法主要有惰性氣體循環(huán)法、電化學法和吸氣測壓法，其中惰性氣體循環(huán)法應(yīng)用最多，由惰性氣體循環(huán)法研制的裝置也最多。惰性氣體在合金熔體中循環(huán)可以將合金熔體中的氫帶出直到循環(huán)氣體的氫分壓與合金熔體氫分壓相等達到平衡，由于氫氣和惰性氣體的熱導(dǎo)率相差較大，所以循環(huán)過程中不斷有氫加入的惰性氣體的熱導(dǎo)率會發(fā)生變化直至一定值，通過標定過的熱導(dǎo)檢測裝置檢測惰性氣體熱導(dǎo)率的變化量便可得到惰性氣體的氫分壓，即合金熔體的氫分壓。

以采用惰性氣體循環(huán)法為檢測原理的早期測氫裝置，一般由氣體循環(huán)單元和取樣檢測單元兩部分構(gòu)成。檢測時，氣體循環(huán)單元通過循環(huán)泵使惰性氣體通過探頭在合金熔體中循環(huán)，待循環(huán)達到平衡后再通過取樣檢測單元從氣體循環(huán)單元中取出定量的平衡氣體送入熱導(dǎo)檢測裝置中分析，熱導(dǎo)檢測裝置測得的結(jié)果通過自動平衡記錄儀記錄，最后通過人工計算得到合金熔體氫分壓和查表獲得對應(yīng)的氫含量。此類裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作繁瑣，整個測試過程大部分環(huán)節(jié)靠人工操作，氣體循環(huán)是否達到平衡完全靠經(jīng)驗判斷，極易產(chǎn)生誤差。因此，針對這些不足，采用新技術(shù)優(yōu)化測氫裝置結(jié)構(gòu)，簡化測試環(huán)節(jié)，提高數(shù)據(jù)處理準確度和自動化程度具有重要的實際意義。

發(fā)明內(nèi)容：

本實用新型的目的是提供一種惰性氣體循環(huán)法測氫裝置，不僅結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便，而且能夠準確判斷惰性氣體循環(huán)是否達到平衡。

上述的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種惰性氣體循環(huán)法測氫裝置，其組成包括：計算機測控裝置，所述的計算機測控裝置與惰性氣體循環(huán)裝置連接，所述的惰性氣體循環(huán)裝置包括熱電偶、探頭，所述的探頭分別與微型循環(huán)氣泵、熱導(dǎo)檢測器連接，所述的微型循環(huán)氣泵與所述的熱導(dǎo)檢測器連接，所述的熱導(dǎo)檢測器分別與流量計A、流量計B、壓力表、減壓穩(wěn)壓閥連接，所述的減壓穩(wěn)壓閥與干燥管連接，所述的干燥管與氬氣瓶連接。

所述的惰性氣體循環(huán)法測氫裝置，所述的壓力表與所述的微型循環(huán)氣泵之間具有電磁閥A，所述的探頭與所述的微型循環(huán)氣泵之間具有電磁閥B。

所述的惰性氣體循環(huán)法測氫裝置，所述的流量計A與所述的熱導(dǎo)檢測器之間具有流量調(diào)節(jié)閥A；所述的流量計B與所述的微型循環(huán)氣泵之間具有流量調(diào)節(jié)閥B。

所述的惰性氣體循環(huán)法測氫裝置，所述的減壓穩(wěn)壓閥、所述的壓力表、所述的熱導(dǎo)檢測器通過三通連接；所述的壓力表、所述的熱導(dǎo)檢測器、所述的微型循環(huán)氣泵通過三通連接；所述的探頭、所述的微型循環(huán)氣泵、所述的壓力表通過三通連接。

所述的惰性氣體循環(huán)法測氫裝置，所述的探頭包括探頭主體，所述的探頭主體內(nèi)安裝有石墨棒，所述的石墨棒與探頭主體出口管連接，所述的探頭主體與探頭主體入口管連接，所述的石墨棒上具有一組與所述的探頭主體出口管垂直的小孔。

所述的惰性氣體循環(huán)法測氫裝置，所述的計算機測控裝置包括接口轉(zhuǎn)換器、模擬信號輸入模塊、數(shù)字信號輸出模塊、電磁閥A電源電路、電磁閥B電源電路、微型循環(huán)氣泵電源電路、熱導(dǎo)檢測器電源電路，所述的接口轉(zhuǎn)換器分別與計算機、所述的模擬量信號輸入模塊、所述的數(shù)字量輸出模塊連接，所述的數(shù)字量輸出模塊與繼電器驅(qū)動電路連接，所述的繼電器驅(qū)動電路與一組繼電器連接，所述的模擬量信號輸入模塊分別與所述的熱導(dǎo)檢測器、所述的熱電偶連接。

有益效果：