铝液测氢仪器工作原理解析：从熔炼到成型的质量守门员

在铝合金铸造领域，氢含量控制被公认为影响铸件质量的关键因素之一。由于铝液在高温熔炼过程中容易吸收氢气，若未及时排出，将在凝固过程中形成气孔、疏松等缺陷，严重影响产品的力学性能与外观质量。为此，铝液测氢仪器成为从熔炼到成型阶段，保障质量稳定不可或缺的重要设备。

本文将深入解析铝液测氢仪器的工作原理、技术路径与实际应用，揭示其作为“质量守门员”的核心作用。

一、为何要测铝液中的氢？

氢是铝液中唯一以溶解形式存在的气体，广泛来源包括：

熔炼炉中铝水与水蒸气反应生成氢；

合金料、回炉料表面含湿气或油污释放氢气；

空气湿度与燃气熔炼过程中的氧氢反应；

过量氢在铝液中不易察觉，但会在铸件冷却时析出形成气孔，从而：

降低铸件密度与强度；

产生表面缺陷，影响后续涂装；

导致焊接气孔等工艺问题。

因此，对氢含量的在线或快速检测，是高质量铝合金铸件生产的前提。

二、铝液测氢仪器的主要工作原理

当前工业现场使用的铝液测氢仪器，常基于以下几种技术原理：

1. 气体置换法（Carrier Gas Method）——主流现场使用技术

原理：
将惰性气体（如氮气）通过探头引入铝液，与铝液中的氢气进行气液置换，置换出的氢随气体流动至检测室，通过传感器测得氢浓度，从而间接计算出铝液中溶解氢的含量。

特点：

可实现现场快速测量；

适用于高温环境；

数据稳定，重复性强；

易于集成于熔炼或压铸线控制系统。

加拿大欧速比Accurity铝液测氢仪可通过浸入式探头快速测量流槽中熔铝的氢含量，操作方便，数据准确可靠。

加拿大欧速比Accurity铝液测氢仪

2. 真空减压法（Reduced Pressure Test, RPT）——实验室参考方法

原理：
在真空状态下快速冷却铝液，低压环境促使氢气析出，形成气孔，通过观察试样的密度或孔隙率，间接反映氢含量。

特点：

直观、简单；

操作重复性较差；

无法定量，只适用于趋势评估。

三、铝液测氢仪器的结构组成

一个典型的铝液测氢仪器通常由以下几部分构成：

高温探头：插入铝液中，完成气体接触或扩散感应；

载气控制系统：调节气体流量和压力，保障稳定置换；

气体分析单元：通过电化学、热导、红外等方式检测氢含量；

主控显示系统：实时显示氢含量数据、曲线和报警信息；

四、铝液测氢仪器在铸造工艺中的应用阶段

测氢，是高品质铸造的第一道防线

铝液测氢仪器作为现代铸造车间中的“质量守门员”，其重要性不亚于任何一道加工工序。从原材料熔炼到最终成型，它持续守护着产品内部结构的完整性。选择合适的测氢技术、优化使用方式，将为企业带来更高的良品率、更稳定的制造过程和更可信的产品信誉。