Контроль растворенного водорода в жидких алюминиевых сплавах является критическим требованием для алюминиевой промышленности. Производители алюминия и литейные заводы по всему миру вкладывают значительные средства в капитальное оборудование, расходные материалы и человеческие ресурсы, чтобы гарантировать, что содержание растворенного водорода находится в допустимых пределах.

Если уровень водорода слишком высок, во время затвердевания существует вероятность образования полостей / пор. Напротив, умеренный уровень водорода может быть желателен при определенных условиях для борьбы с усадочной пористостью. Таким образом, существует оптимальный уровень водорода, который в идеале должен быть установлен и контролироваться во время литья. Хотя растворенный водород имеет решающее значение, на образование пор также влияют несколько других факторов, наиболее значимым из которых является чистота расплава, т. е. уровень включений, таких как оксиды металлов.

Методы измерения водорода, такие как «проба при пониженном давлении», дают представление о комбинированном эффекте как содержания водорода, так и чистоты металла. Однако, чтобы иметь возможность анализировать именно содержание водорода, необходимо измерять его напрямую. Кроме того, для контроля содержания водорода необходимо точно измерять его в режиме реального времени.

Выше показан непроницаемый участок керамики, проводящей ионы водорода (зеленый), покрытый металлическими электродами с обеих сторон. Концентрация электронов справа выше, чем слева, из-за более высокой концентрации водорода. Это приводит к тому, что правая сторона становится отрицательно заряженной по отношению к левой.

Если напряжение на керамике известно и концентрация водорода с одной стороны известна («эталонная» концентрация водорода), то можно рассчитать концентрацию водорода с другой стороны. Тип такой схемы называется «ячейка концентрации водорода».

Чтобы использовать ячейку концентрации водорода для измерения водорода, необходимо знать эталонную концентрацию водорода. Запатентованный «твердотельный эталон» (твердый материал, генерирующий известную концентрацию водорода) запечатан внутри датчика для создания этого эталона. Электрод, подвергающийся воздействию твердотельного эталона, таким образом, является «Электродом сравнения», а электрод, подвергающийся воздействию измеряемого газа, является «Измерительным электродом».

На схеме ниже показано расположение зонда во время измерения концентрации водорода в расплавленном алюминии. На конце зонда находится пористый диффузионный барьер. Водород, растворенный в расплаве, выходит из раствора, и газообразный водород образуется внутри измерительной камеры, как показано на рисунке. Измерительный электрод ячейки концентрации водорода подвергается воздействию этого газа. Измеряется напряжение ячейки концентрации водорода, и, поскольку эталонная концентрация водорода известна, рассчитывается концентрация газообразного водорода в измерительной камере.

Данные в Hycal хранятся в защищенном формате таким образом, что только проверенные данные могут быть импортированы в программное обеспечение для ПК, что обеспечивает безопасность архивирования данных.

Программное обеспечение очень простое в использовании. Все данные с нескольких анализаторов и зондов можно искать по коду плавки и номеру партии, номеру зонда и т. д., а затем фильтровать. Может быть сгенерирован как графический (показан ниже), так и табличный отчет.