[发明专利]一种电场激励下湿型粘土砂砂样电阻电容的分离方法

摘要

一种电场激励下湿型粘土砂砂样电阻电容的分离方法，涉及铸造领域。解决了传统电阻法或电容法在对湿型粘土砂含水量进行测量时，湿型粘土砂砂样电阻和电容不能有效分离的问题。该方法通过下列步骤实现：（1）组装湿型粘土砂砂样电阻电容分离的测量装置，它湿型粘土砂砂样等效并联电路、激励信号源、电阻电容测量电路、数据采集单元、数据通信单元和计算机构成；（2）利用测量装置对湿型粘土砂砂样电阻电容进行分离。该方法通过对激励信号源输出信号和电阻电容测量电路输出信号的同步采样、FFT变换、提取基波分量和基波分量的实部与虚部分离，根据公式可计算出湿型粘土砂砂样的电阻值和电容值，实现湿型粘土砂砂样电阻电容的有效分离。

主权项

一种电场激励下湿型粘土砂砂样电阻电容的分离方法，其特征在于一种电场激励下湿型粘土砂砂样电阻电容的分离方法通过下列步骤实现：一、组装湿型粘土砂砂样电阻电容分离的测量装置：一种电场激励下湿型粘土砂砂样电阻电容分离的测量装置，它由湿型粘土砂砂样等效并联电路（1）、激励信号源（2）、电阻电容测量电路（3）、数据采集单元（4）、数据通信单元（5）和计算机（6）构成，其中湿型粘土砂砂样等效并联电路（1）它包括湿型粘土砂砂样电阻R_x和湿型粘土砂砂样电容C_x，电阻电容测量电路（3）它包括放大器A、反馈电阻R_f和平衡电阻R，放大器A的反相输入端与湿型粘土砂砂样电阻R_x和湿型粘土砂砂样电容C_x的一端相连、同时与反馈电阻R_f的一端相连，反馈电阻R_f的另一端与放大器A的输出端相连，放大器A的同相输入端与平衡电阻R的一端相连，平衡电阻R的另一端与激励信号源（2）的一端相连，激励信号源（2）的另一端与湿型粘土砂砂样电阻R_x和湿型粘土砂砂样电容C_x的另一端相连、同时接地，电阻电容测量电路（3）的输出电压U₀与数据采集单元（4）的第一信号采集输入端相连，激励信号源的输出电压U_i与数据采集单元（4）的第二信号采集输入端相连，数据采集单元（4）的数据输出端与数据通信单元（5）的数据信号输入端相连，数据通信单元（5）的数据信号输出端与计算机（6）的数据信号输入端相连；二、利用测量装置对湿型粘土砂砂样电阻电容进行分离：将湿型粘土砂砂样装入测量装置上，即连接上湿型粘土砂砂样等效并联电路（1），激励信号源（2）产生正弦波激励信号U_i，在数据采集单元（4）的任意采样时刻，对应正弦波激励信号U_i的相位为θ_i，激励信号源（2）的输出电压U_i=U_imsin(ωt+θ_i)，电阻电容测量电路（3）的输出电压U₀=a₀cos(ωt+θ+θ_i)，数据采集单元（4）对电阻电容测量电路（3）的输出电压U₀=a₀cos(ωt+θ+θ_i)和激励信号源（2）的输出电压U_i=U_imsin(ωt+θ_i)同时采样n次，得到采样序列U₀(n) 和U_i(n)，并通过数据通信单元（5）送至计算机（6），计算机（6）对采样序列U₀(n) 和U_i(n)进行FFT变换，可求得U₀(n)的FFT变换结果的模为F、相位为θ+θ_i，U_i(n)的FFT变换结果的相位为θ_i，由(θ+θ_i)‑θ_i =θ可得出在任意采样时刻的初始相位θ值，又因任意时刻采样FFT变换结果的模不变，可将F与θ重新组合可得到U₀(n)的FFT变换，提取U₀(n)的基波分量进行实部和虚部分离，得到实部分量对应着、虚部分量对应着，即可分别求得湿型粘土砂砂样电阻、湿型粘土砂砂样电容。