英国EMC-在线铝液测氢仪-Hycal MK4

液态铝合金中氢溶解度控制是铝制品行业的关键要求。世界范围内的铝生产商和铸造厂在固定设备、耗材和人力资源方面进行大量投资以确保溶解氢含量在可接受的限值内。如果氢含量过高，在固化期间，有可能形成空穴/孔洞。相反，在某些条件下， 为克服收缩孔隙，可能需要适度的氢含量。因此，应在铸造期间建立和控制最优氢含量。尽管溶解氢较为关键，但是孔洞的形成还受若干其他因素影响，最显著的是熔化金属清洁度，即，金属氧化物等包含物的含量。“减压测试”等氢测量技术为氢含量和金属清洁度的组合效应提供了指示。但是，为能专门分析氢含量，需要对其进行直接测量。此外，为控制氢含量，需要实时准确地进行测量。

一、测量原理：

该技术是基于一种新型陶瓷材料 (CaZrO3-In)， 该材料在高温下能够传导氢离子。该材料用于测量氢浓度的原理如下所示：

如上所示，传导氢离子的陶瓷（绿色）的非渗透部分的两侧上涂覆有金属电极。由于氢浓度较高，右侧电子浓度高于左侧。这导致右侧相对左侧呈现为带负电荷。如果已知陶瓷上的电压及一侧的氢浓度（“基准”氢浓度），即可计算另一侧的氢浓度。这类布置称为“氢浓度单元”。为能使用氢浓度单元来测量氢，必须已知基准氢浓度。享有专利的“固态基准”（产生已知氢浓度的固体材料） 密封在传感器内以影响该基准。因此，与固态基准接触的电极为“基准电极” 且与被测气体接触的电极为“测量电极”。

以下示意图显示在熔化铝的氢浓度测量期间探针的布置。在探针的末端，有一个多孔的扩散屏障。熔化金属中溶解的氢离开溶液且在测量腔室内形成氢气，如图所示。氢浓度单元的测量电极与该气体接触。测量来自氢浓度单元的电压且由于已知基准氢浓度，即可计算测量腔室中氢气的浓度。为得出熔化金属中的氢浓度，必须已知氢的溶解度。氢在纯铝中的溶解度取决于温 度。因此，还必须测量熔化金属的温度以便计算溶解的氢含量。氢溶解度还取决于熔化金属的合金成分。有鉴于此，对分析仪内对溶解度系数进行调节以进行相应地补偿。

Hycal 测氢仪专门开发用于满足铸铁场和铸造厂的生产环境的要求。

二、测氢仪特性：

• 便携式：无需接头。电池供电。内部气缸。

• 经久耐用：可耐受苛刻的工作环境（最高 70 摄氏度）。

• 远程控制：随附 PC 软件可从控制室或办公室等远端位置查看和控制每个功能。

• SCADA：可轻松集成到现有的 SCADA 系统（MODBUS TCP 协议）。

• 用户界面：已专门开发精致的用户界面以满足操作员层级的生产环境要求。安全性由基于登录的访问权限（操作员/管理员/工程师）控制。

• OBD：精致的板载诊断可持续监控探针的阻抗、流量和内部压力等并在出现问题时输出相应的报警消息以及建议的补救措施，如在检测到最大使用时提示更换探针。

• 控制：可用于在“除气”或“充气”程序期间控制氢。通过Hycal 可定义氢含量的设定点，而不是进行处理持续固定时间。

三、引导式测量：

EMC 与客户紧密合作，开发出一种精致的可选用户界面，可引导操作员完成一系列“步骤”，从选择合金和批号到最终结果，输出和记录平均氢值以及其他统计数据，如跨度（最大值减去最小值）、分析时间和分析期间的温度范围。

四、PC软件：

Hycal 内的数据通过保护格式存储，这样，仅经过验证的数据可导入至 PC 软件，由此提供数据存档安全性。该软件使用极为简单。可通过熔化金属编码和批号搜索来自多个分析仪和探针的所有数据，并筛选探针编号 等。可生成图片（如下所示）或电子表格报告。

五、校准服务和维修：

EMC 使用通过认证的 ISO9001:2008 质量体系。提供校准服务，可追溯至国际标准。通常需要年度服务和校准，在此情况下，过渡期期间可提供更换用 Hycal 系统以避免停工时间。标配为所有分析仪和探针提供校准证书。

六、技术规格：

★ 测氢量

★ 机械

★ 温度测量

★ 电气