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原文传递一种基于无碲样杯的铸铁热分析系统

专利名称：	一种基于无碲样杯的铸铁热分析系统
摘要：	本发明公开了一种基于无碲样杯的铸铁热分析系统，包括无碲样杯、变送器模块、样杯支架、数字滤波模块、冷却曲线绘制模块、微分计算模块、微分曲线绘制模块、特征参数获取模块、性能预报模块、显示模块。将多个无碲样杯倒置堆叠在一起，能够有效降低堆叠的高度，同时保护热电偶元件，提高稳定性和元件的保护性能；通过第一伸缩装置、电磁板、步进电机的配合，实现使数据输出端口与数据接收端口连接的同时完成无碲样杯的安装和拆卸，稳定性好，且无需工作人员反复手动安装，能够提高分析的效率。通过无碲样杯、配合数字滤波模块、并对滤波后的温度数据进行冷却曲线和一阶微分曲线，提高了铁液成分炉前快速热分析的准确度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京谱德仪器科技有限公司
发明人：	史江涛
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-19T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-09T00:00:00+0800
申请号：	CN201910532557.2
公开号：	CN110108745A
代理机构：	北京和信华成知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	胡剑辉
分类号：	G01N25/02(2006.01);G;G01;G01N;G01N25
申请人地址：	211300 江苏省南京市高淳区经济开发区荆山路8号1幢
主权项：	1.一种基于无碲样杯的铸铁热分析系统，其特征在于，包括无碲样杯、变送器模块、样杯支架、数字滤波模块、冷却曲线绘制模块、微分计算模块、微分曲线绘制模块、特征参数获取模块、性能预报模块、显示模块；所述无碲样杯用于存储铁液，并通过内部的热电偶采集铸铁凝固过程中的温度值；所述样杯支架用于固定和更换无碲样杯；所述变送器模块获取无碲样杯中的热电偶采集的温度值，用于对接收的温度值进行温度补偿、信号放大、模数转换后的得到预处理温度数据，并将预处理温度数据输出至数字滤波模块；所述数字滤波模块通过均值滤波法对预处理温度数据进行数字滤波，得到滤波后的温度数据，并将滤波后的温度数据发送至冷却曲线绘制模块；所述冷却曲线绘制模块根据滤波后的温度数据绘制出冷却曲线，并将冷却曲线输出至显示模块；所述微分计算模块根据滤波后的温度数据计算冷却曲线对应的一阶微分曲线上点的微分值，并将微分值发送至微分曲线绘制模块；所述微分曲线绘制模块根据接收的微分值绘制出一阶微分曲线，并将一阶微分曲线输出至显示模块，将冷却曲线与一阶微分曲线显示在同一坐标系中；所述特征参数获取模块根据冷却曲线与一阶微分曲线的对应关系，确定冷却曲线上的特征参数，其中特征参数包括液相线温度TL、共晶开始温度TEN、固相线温度TS、共晶转变的最低温度TEU、共晶生长的最高温度TER、共晶的过冷度ΔT、共晶的再辉温度Rec；所述性能预报模块根据预设的热分析回归方程模型，计算出碳当量、碳含量、硅含量、抗拉强度、布氏硬度、石墨共晶团数、球化率。 2.根据权利要求1所述的一种基于无碲样杯的铸铁热分析系统，其特征在于，所述数字滤波模块的对采集的温度值进行数字滤波的具体步骤如下：按照采集的时间顺序对温度值进行编号并排序，并记录温度值的数量为q；将任意编号连续的k个温度值分到同一数组内，并计算该数组的平均值作为第i个点滤波后的温度数据，i的值为该数组中的最小编号，共得到P＝q-k+1个滤波后的温度数据；公式表达为式中，Tm(i)为第i个点滤波后的温度数据，Tu为编号为u的温度值，k为同一数组中温度值的个数，n为温度值的总数。 3.根据权利要求2所述的一种基于无碲样杯的铸铁热分析系统，其特征在于，微分计算模块根据滤波后的温度数据计算冷却曲线对应的一阶微分曲线上点的微分值的具体方法为：按照采集的时间顺序对滤波后的温度数据进行编号，并记录温度值的数量为P；将任意编号连续的k个温度值分到同一数组内，将该数组中编号最大的滤波后的温度数据与该数组中编号最小的滤波后的温度数据之差与对应的时间之差作为第i个点的微分值，i的值为该数组中的最小编号，共得到H＝P-k+1个滤波后的温度数据；公式表达为式中，f(ti)为冷却曲线上时间ti对应的一阶微分值，Ti+k-1和Ti分别为冷却曲线上时间ti+k-1和ti对应的温度值，n为滤波后的温度数据的个数。 4.根据权利要求1所述的一种基于无碲样杯的铸铁热分析系统，其特征在于，所述无碲样杯包括杯体(1)，所述杯体(1)为四棱台型，所述杯体(1)对应四棱台下底的端面开设有四棱台型的冷却槽，且冷却槽的内壁固定连接有热电偶元件(2)，所述杯体(1)对应四棱台上底的端面开设有对应热电偶元件(2)的长条形的卡槽(3)，所述无碲样杯在倒置堆叠时，热电偶元件(2)位于卡槽(3)中，所述卡槽(3)的两侧内壁均设有不少于两个连接槽(4)，且连接槽(4)的内壁设有数据输出端口，所述数据输出端口与热电偶元件(2)通过数据线缆连接；所述样杯支架包括底板(5)，所述底板(5)通过支撑杆(6)连接有存储箱(8)，且存储箱(8)空腔的横截面与无碲样杯的开口端的横截面相同，所述存储箱(8)中存储有倒置堆叠在一起的无碲样杯，所述存储箱(8)的下端面开设有通孔，所述通孔活动插接有第一伸缩装置(7)的伸缩端，所述第一伸缩装置(7)固定连接在底板(5)上，所述存储箱(8)的其中一个侧壁开设置有仓门(9)，仓门(9)与存储箱(8)铰接，所述存储箱(8)与仓门(9)平行的侧壁的上端设置有活动板(10)，堆叠在一起的无碲样杯的顶端不超过活动板(10)的转动轴线，且活动板(10)的转动轴线距转轴(14)的距离大于杯体(1)的高度，所述活动板(10)与存储箱(8)弹性转动连接，所述存储箱(8)与仓门(9)垂直的两个外侧壁的上端分别固定连接有步进电机(11)和第二伸缩装置(19)，所述步进电机(11)的输出端固定连接有第一连接齿轮(12)，所述第一连接齿轮(12)啮合有第二连接齿轮(13)，所述第二连接齿轮(13)固定连接在转轴(14)的一端，所述转轴(14)与存储箱(8)仓门(9)所在侧壁平行设置，所述转轴(14)的另一端固定连接有锁定轮(17)，所述锁定轮(17)滑动连接有锁定片(18)，所述锁定片(18)固定连接在第二伸缩装置(19)的伸缩端，所述转轴(14)的侧壁上固定连接有沿转轴(14)轴线方向设置的连接板(16)，所述连接板(16)与卡槽(3)可拆卸连接，所述转轴(14)转动套接有两个平行设置的套板(15)，所述套板(15)固定连接在存储箱(8)的上端面，所述存储箱(8)的内部设有安装板(20)，所述安装板(20)的一端面固定连接有四个呈矩阵分布的推杆(21)，推杆(21)与堆叠在一起的无碲样杯的内底壁相抵触，所述安装板(20)的另一端面与第一伸缩装置(7)的伸缩端固定连接；所述连接板(16)的内部开设有与连接槽(4)匹配的滑动槽(1601)，所述滑动槽(1601)的内部滑动连接有两个电磁板(1602)，两个所述电磁板(1602)通过弹簧连接，且两个电磁板(1602)通电后产生斥力，电磁板(1602)远离弹簧的端面固定连接有限位块(1603)，限位块(1603)活动插接在连接槽(4)中，所述限位块(1603)中嵌有与数据输出端口一一对应的数据接收端口(1604)。 5.根据权利要求4所述的一种基于无碲样杯的铸铁热分析系统，其特征在于，四个所述推杆(21)所呈矩阵的形状和大小均与杯体(1)的冷却槽的内底壁相同。 6.根据权利要求4所述的一种基于无碲样杯的铸铁热分析系统，其特征在于，所述杯体(1)距冷却槽的开口端越近，杯体(1)的侧壁越薄。
所属类别：	发明专利