CN2160109Y - 焊接温度场检测装置用传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用摄象机比色法对焊接温 度场检测装置用传感器，属焊接设备技术领域。测温 装置包括传感器、图象采集块和计算机图象处理系统 三部分。其中的传感器由保护玻璃、调色板、电机和 CCD摄象机组成。保护玻璃置于传感器端部，调色 板上装有二块滤光片，调色板与电机相联，摄象机置 于调色板的后部。本实用新型具有体积小、重量轻、 价格便宜等优点，测温范围为900℃～1500℃，测温 误差为±30℃。

Description

本实用新型涉及一种用摄象机比色法对焊接温度场检测装置用传感器，属焊接设备技术领域，并适合于其他金属热加工领域。

控制焊接温度场及其动态热过程是保证焊接质量的基本问题，因为它决定了焊接接头的性能、组织、应力、变形以及是否产生缺陷等。由于焊接温度场是一动态温度场，场中温度梯度大，各点温度变化速度快，要对其进行实时测量有一定难度。目前采用的比较先进的是红外辐射测量法，可测动态温度场。（参见《高温测量原理与应用》朱麟章编著，科学出版社）其缺点是测量精度受材料、表面状况、检测距离等影响较大，难以测出温度的绝对数值，而且价格高，在焊接中只是较有限的应用。

本实用新型的目的是设计一种新型的焊接温度场检测装置用传感器，使温度场的检测不受材料、表面状况、检测距离等影响，能够测出温度场的绝对数值。而且降低检测装置的价格，便于推广应用。

本实用新型的内容是焊接温度场检测装置包括传感器、图象采集和计算机图像外理之部分。其中的传感器由保护玻璃、调色板、步进电机和CCD摄象机组成，保护玻璃置于传感器端部，调色板上装有二块滤光片，调色板与步进电机相联，摄像机置于调色板的后部。

根据灰体辐射定律：

M_λ＝

（W.cm^－1.μm^－1）

其中：M_λ为物体的光谱辐射出射度

c₁为第一辐射常数c₁＝2c²h＝3.7415×10^－16（W.m²）

c为光速c＝2.9979×10⁸（m.s^－1）

c₂为第二辐射常数 c₂＝nc／k＝1.4388×10^－2（m.k）

λ为入射光波长

T为物体温度

由上可知，物体的光谱辐射出射度与物体温度、入射光波度及灰度系数ε有关。本发明就是根据物体在两种波长的入射光下光谱辐射出射度之比与物体温度T有关这一规律来测定沓接时的温度场。

设所选定的两个入射光波长分别为λ₁、λ₂。两个波长下的光谱辐射出射度分别为Mλ₂和Mλ₂。则两个波长下的光谱辐射出射强度之比为：

λ＝Mλ₁／Mλ₂＝

＝（λ₂／λ₁）⁵e

＝const₁e

（1）

式（1）中const₁＝（λ₂／λ₁）⁵，const₂＝

由（1）式可见，物体在两个波长下的光谱辐射强度之比只与物体的温度有关，而与物体的灰度系数ε即物体的表面状况无关。因而根据小式，选定两个不同波长的入射光后即可计算出焊接温度场。

附图说明：

图1是本实用新型的用测温传感器示图。

图2是传感器中的调色板。

图3是测温过程框图。

下面结合附图，详细介绍本实用新型的实施例。图1中，1是保护玻璃，2是传感器外壳，3是调色板，4是摄象机，5是电机。图2中，6和7分别是两块不同波长的红外干涉滤光波。本实用新型分别取λ₁＝8000A，λ₂＝9000A。工作时，由电机5带动调色板3上的两切滤光片切换，由摄象机3在120毫秒内完成两个波长下物体的热图象摄入，以便进行图象处理和比色求取二维温度的分布。由于采用了红外的两个波段，红外敏感元件选用了CCD摄象机，这就使整个测温装置体积小、重量轻、价格便宜。装置的测温过程框图见图3。测温范围为900℃～1500℃，测温误差为±30℃。

Claims (1)

1、一种焊接温度场检测装置用传感器，其特征在于检测装置用传感器由保护玻璃、调色板、步进电机和CCD摄象机组成，保护玻璃置于传感器端部，调色板上装有二块红外干涉滤光片，调色板与步进电机相联，摄像机置于调色板的后部。

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