基于PLC的镁熔体测氢系统研制.PDF

维普资讯 2008年第 4期 铸 造 设 备 研 究 2008年 8月 RESEARCHSTUDIESONFOUNDRYEQUIPMENT Aug．2008 洱 · 设备研究 · 基于 PLC的镁熔体测氢系统研制 许四祥 ’，吴树森 。 (1．安徽工业大学机械工程学院，安徽 马鞍 山 243002； 2．华中科技大学材料成形及模具技术国家重点实验室．湖北 武汉 430074) 摘 要：在提 出镁熔体含氢量测定的数学模型的基础上，采用可编程逻辑控制器PLC电路，通过硬件和软 件的设计，开发出适合于炉前使用的镁合金AZ91熔液快速测氢系统，并分析了该系统的误差来源。 关键词：镁熔体；数学模型；PLC；测氢装置；误差 中图分类号：TG243 文献标识码：A 文章编号：1004—6178(2008)04一OOO4—04 DevelopmentofHydrogenContentDetectionSystem for M agnesium M eltBasedonPLC XU Si-xiangI,WUShu-sen (1．MechanicalEngineeringInstitute，AnhuiUniversityofTechnology，Ma’anshnaAnhui243002，China； 2．StateKeyLabofMaterialProcessingandDieMouldTechnoloyg，HuazhongUniversityofSceinceandTechnoloyg， WuhanHubei430074，China) Abstract：Atpresentthereisnocommercialinstrumentavailableformeasurementofhydrogencontentinmagnesium alloymelt． W edevelopedasystem suitableofrrapidlymeasuringhydrogencontentinmagnesium meltemployingPLC andcontrolledcircuitby designinghardwareandsoftwarebaSedonmathematicalmodels．Andtheirerrorsourceswerealsoanalyzed． Keywords：magnesium melt，mathematicalmodels，PLC，hydrogenmeasurementsystem ，error 镁合金作为最轻的金属结构材料 ，具有密度 难以用于现场检测：氢分离法能直接测量镁液中的 小、比强度和比刚度高、减震性和散热性好等优点， 氢，无需取样，但测试时间也很长。这些方法都只是 在汽车、通讯设备和电子行业中得到了日益广泛的 适合实验室所用。一种适合炉前现场检测的简单 、 应用[1]。然而，镁铸件中的显微气孑L降低了它的力 直接 、快速和精确的测氢装置是镁熔体中测氢技术 学性能，如抗拉强度、屈服强度、延伸率及疲劳阻抗 发展的方向。建立镁合金液含氢量检测的数学模 等 ]。对于镁合金AZ91中显微气孑L的来源，存在 型，并开发出一种适用炉前使用的镁合金液快速测 两种有争议观点：凝固缩孑L和H：析出。文献 [5～6] 氢装置，使该装置能在实际生产 中加 以应用。 认为．显微气孑L的形成完全是由凝固缩孑L引起的， 1 镁液含氢量的数学模型 H：析出没有起作用。而文献 [7～9]则认为是H 析出 起了作用。争议的原因在于早期的研究无法有效地 1．1 纯镁熔液含氢