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冶金中应用的氢传感器在线检测系统的研制
资料介绍
氢作为杂质元素对金属材料危害巨大。氢的析出，使铸件和板材形成气孔、白点、疏松等缺陷，明显降低制品的气密性、强度、塑性、冲击韧性以及断裂韧性，对金属材料等造成严重的影响。因此，为了检测氢含量及其变化，以便加以控制，研究具有连续、在线检测氢含量的氢传感器具有重要的意义。本课题针对现行取样测定氢方法的复杂性、滞后性、局部性和非本质性，设计和研制满足测量精度、可靠获取氢含量的在线连续检测系统。
氢传感器在线检测系统基于固体电解质原电池的原理，依据能斯特公式，通过测量待测材料的温度和固体电解质原电池的电动势，计算转换为待测材料中氢的含量。整个系统以ATmega64单片机为核心，同时配置相应的外围接口电路，包括温度模块、电动势模块、时钟日历模块、键盘显示模块、通讯模块、电源模块等，集采集、显示、上位机通讯于一体，应用C语言开发。
本论文完成的主要工作有:
(1)氢传感器在线检测仪探头的制作;
(2)氢传感器在线检测仪硬件电路的设计，制作电路板和焊接调试;
(3)氢传感器在线检测仪的软件编程，实验室调试;
(4)氢传感器在线检测仪测量的标定、校正及误差分析。
本研究设计的氢传感器在线检测仪由辽宁省计量局标准校验仪进行校验，证明其硬件设计可靠，软件开发达到了所要求的预期功能。该传感器可以实现在线、直接、快速、连续的检测钢和铝合金的氢含量，并具有精度高、携带方便、易于操作的优点，可以与上位机进行通讯，实现数据快速处理和保存，为研究钢材和铝合金中氢的析出规律与影响因素提供了一种新的测试方法及手段，为现场生产的工艺调整与改进提供依据。该测氢系统有望应用于冶金企业，真正实现快速在线检测氢含量。
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