铝合金由于其良好的物理性能、化学性能和力学性能被广泛应用于航空航天、军事国防、日常生活等各个领域。铝合金铸造过程中熔体的氢含量是影响产品质量的主要因素之一。因此,在熔炼过程中,实时快速检测铝熔体中的氢含量并及时有效除氢,对提高铸件质量和降低生产成本具有重要意义。本文介绍了国内外铝合金熔体测氢的主要方法及研究应用现状,在分析对比不同测氢方法特点的基础上,提出本文主要研究内容—基于动态呼吸原理的测氢装置结构改进,包括变容真空单元结构优化、探头配方优化及氢扩散平衡点捕捉算法优化等。测氢新装置主要由变容真空单元、探头和计算机测控单元构成,从最初提出动态呼吸测氢概念至今,其实现方法已有一次重要改进。本文优化后的变容真空单元主要由变容气缸、电动推杆、气压传感器、位移传感器等构成,省略此前测氢装置必配的真空泵和氢气瓶,使变容单元结构和变容过程大为简化;通过对探头配方优化和烧制工艺,获得透气性、阻液性能、防粘铝液效果更好的探头制造方法,探头配设定位结构附件,使其测量过程中与坩埚无接触,消除外界环境产生测量误差;动态呼吸原理测氢的核心在于氢扩散平衡点的准确扑捉,优化后的算法综合考虑理想气体状态、吸入氢气影响及变容真空室特性影响等综合因素,采用压力传感器、位移传感器、温度传感器实时采集信息,通过比对一个步长区间内“吸氢”增量是否为零,实现氢气呼吸平衡点的准确判定。针对动态呼吸过程的需要设计了计算机测控单元,其主要功能在于真空室变容过程自动控制、变容体积实时计算以及室内压力及温度的实时采集。测控单元硬件主要由计算机、压力传感器、位移传感器、温度传感器和继电器等构成,全部软件采用VB语言编程。在实验室条件下,利用优化后的取样器和真空变容单元,对不同含气量的铝合金熔体进行了含氢量测试,实测结果表明,新装置可在50秒内完成熔体含氢量检测,与未改进装置相比,测氢精度有进一步提高,测氢速度有明显提高。