专利名称：铸铁抗拉强度在线预测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于铸铁材料机械性能在线检测技术领域，特别是涉及一种铸铁抗拉强度在线预测系统。
背景技术：
铸铁产品是以其抗拉强度等机械性能符合要求作为交货条件。抗拉强度是材料由均勻塑性变形向局部集中塑性变形过渡的临界值，也是材料在静拉伸条件下的最大承载能力。目前铸铁材料的抗拉强度实验是将试棒经过冷却开箱、抛丸清砂、切削加工之后才在实验室内的试验机上完成。待到发布抗拉强度实验报告时，铸铁产品早已铸就。因此如果能在熔炼中预知铸铁材料的抗拉强度，那么就可在浇注前将铁水质量调整到抗拉强度符合交货条件的状态，这一点是生产厂家迫切需要掌握的检测手段。目前在线预测铸铁材料抗拉强度的装置都是单独使用铁水质量热分析仪或光谱仪。由于铁水质量热分析仪仅使用凝固铁水的相变特征参数来预测材料抗拉强度的精度， 因此预测精度低，该精度与试棒在试验机上实测的数据相比较相关系数仅为0. 6-0. 7。虽然有些铁水质量热分析仪在检测中采用了输入合金含量的方法，但预测出的抗拉强度精度与试验机上实测的数据比较相关系数也没能超过0. 8，这是因为影响铸铁材料抗拉强度的因素包括化学成份、冷却速度、核心数量等三大要素，因此单纯使用铁水质量热分析仪时采用的相变特征参数或者单纯使用光谱仪时使用的化学成分来在线预测铸铁材料的抗拉强度都存在着一定的缺陷和不足。
发明内容为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种预测精度高的铸铁抗拉强度在线预测系统。为了达到上述目的，本实用新型提供的铸铁抗拉强度在线预测系统包括铁水质量热分析仪、光谱仪和无线电传输系统；其中铁水质量热分析仪通过补偿导线与热分析样杯相连，用于测量热分析样杯内被测铁水凝固时的相变特征参数；光谱仪用于分析由被测铁水制成的白口化试片的成分含量；无线电传输系统包括无线电发送模块和无线电接收模块，其中无线电发送模块通过连接线连接到光谱仪上PC机的USB或COM 口上，用于将光谱仪检测出的成分含量测量结果向外发送；无线电接收模块通过连接线连接到铁水质量热分析仪上主计算机的COM 口上，用于接收无线电发送模块发送的成分含量测量结果，然后进行数据处理，并在检验合格后发出收到数据的返回信号给无线电发送模块，同时将合格数据传送给铁水质量热分析仪的主计算机。所述的无线电发送模块安装在光谱仪上，无线电接收模块安装在铁水质量热分析仪上。本实用新型提供的铸铁抗拉强度在线预测系统是利用无线电传输系统将铁水质量热分析仪和光谱仪有机结合为一个系统，其能够将铁水质量热分析仪和光谱仪的测量结果综合在一起，由于其检测结果包含了影响铸铁材料抗拉强度的三大要素，所以在线预测出的铸铁材料抗拉强度的精度均高于铁水质量热分析仪或光谱仪各自的预测结果，并且与试验机上实测的数据比较相关系数可高达0.95以上。另外，使用本系统生产厂家可在铁水浇注前即可获得铸铁材料的抗拉强度，因此能够从根本上消除铸件废品的发生，所以可以节能、减排及提高资源的利用率，因而具有巨大的经济和社会效益。

图1为本实用新型提供的铸铁抗拉强度在线预测系统结构示意图。
具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提供的铸铁抗拉强度在线预测系统进行详细说明。如图1所示，本实用新型提供的铸铁抗拉强度在线预测系统包括铁水质量热分析仪1、光谱仪2和无线电传输系统3 ；其中铁水质量热分析仪1通过补偿导线5与热分析样杯4相连，用于测量热分析样杯4内被测铁水凝固时的相变特征参数；光谱仪2用于分析由被测铁水制成的白口化试片的成分含量；无线电传输系统3包括无线电发送模块和无线电接收模块，其中无线电发送模块通过连接线连接到光谱仪2上PC机的USB或COM 口上，用于将光谱仪2检测出的成分含量测量结果向外发送；无线电接收模块通过连接线连接到铁水质量热分析仪1上主计算机的COM 口上，用于接收无线电发送模块发送的成分含量测量结果，然后进行数据处理，并在检验合格后发出收到数据的返回信号给无线电发送模块，同时将合格数据传送给铁水质量热分析仪1的主计算机。所述的无线电发送模块安装在光谱仪2上，无线电接收模块安装在铁水质量热分析仪1上。现将本实用新型提供的铸铁抗拉强度在线预测系统工作过程进行说明首先由工作人员将被测铁水用样勺舀取并浇入热分析样杯4中，热分析样杯4内的温度传感器将被测铁水的凝固温度转换成热电势，并经补偿导线5传送给铁水质量热分析仪1，铁水质量热分析仪1由此测量出热分析样杯4内被测铁水凝固时的相变特征参数。 在向热分析样杯4浇入被测铁水后，工作人员再向激冷模中浇入被测铁水，以制成光谱仪 2检测成分用白口化试片，然后在光谱仪2上分析上述白口化试片，由此获得被测铁水的成分含量。之后光谱仪2上的PC机将该成分含量测量结果通过连接线发送给无线电传输系统3的无线电发送模块。无线电发送模块收到上述成分含量测量结果后将按照无线电传输系统3的通讯协议进行数据格式转换，在侦测到空中没有同频率无线电信号时，重复进行无线电数据发送直至收到返回信号。安装在铁水质量热分析仪1上的无线电接收模块在接收到无线电发送模块传送的成分含量测量结果后将进行数据处理，以检验和判断接收到的数据是否正确，校验合格后将发出收到数据的返回信号给无线电发送模块，并将正确数据经COM 口传送给铁水质量热分析仪1的主计算机。铁水质量热分析仪1的主计算机在收到上述成分含量测量结果后将进行存储，并在综合了影响凝固组织的三大要素之后按解析方程进行运算处理，最终预测出该铁水铸就产品的抗拉强度并在显示屏上进行显示。
权利要求1.一种铸铁抗拉强度在线预测系统，其特征在于所述的铸铁抗拉强度在线预测系统包括铁水质量热分析仪(1)、光谱仪(2)和无线电传输系统(3)；其中铁水质量热分析仪 (1)通过补偿导线(5)与热分析样杯(4)相连，用于测量热分析样杯(4)内被测铁水凝固时的相变特征参数；光谱仪(2)用于分析由被测铁水制成的白口化试片的成分含量；无线电传输系统(3)包括无线电发送模块和无线电接收模块，其中无线电发送模块通过连接线连接到光谱仪(2)上PC机的USB或COM 口上，用于将光谱仪(2)检测出的成分含量测量结果向外发送；无线电接收模块通过连接线连接到铁水质量热分析仪(1)上主计算机的COM 口上，用于接收无线电发送模块发送的成分含量测量结果，然后进行数据处理，并在检验合格后发出收到数据的返回信号给无线电发送模块，同时将合格数据传送给铁水质量热分析仪 (1)的主计算机。
2.根据权利要求1所述的铸铁抗拉强度在线预测系统，其特征在于所述的无线电发送模块安装在光谱仪(2)上，无线电接收模块安装在铁水质量热分析仪(1)上。
专利摘要一种铸铁抗拉强度在线预测系统。其包括铁水质量热分析仪、光谱仪和无线电传输系统；无线电传输系统包括发送模块和接收模块，发送模块连接到光谱仪，接收模块连接到铁水质量热分析仪。本实用新型的检测系统是利用无线电传输系统将铁水质量热分析仪和光谱仪有机结合为一个系统，其能将热分析仪和光谱仪测量结果综合在一起，由于其检测结果包含了影响铸铁材料抗拉强度三大要素，所以在线预测出的铸铁材料抗拉强度的精度均高于铁水质量热分析仪或光谱仪各自的预测结果，且与试验机上实测的数据比较相关系数可高达0.95以上。使用本系统生产厂家可在铁水浇注前即可获得铸铁材料的抗拉强度，因此能从根本上消除铸件废品发生。
文档编号G01N25/02GK202210085SQ20112027253
公开日2012年5月2日 申请日期2011年7月29日 优先权日2011年7月29日
发明者郭建斌, 陈大伟, 马建华 申请人:天津普瑞赛斯软件开发有限公司