CN2874445Y - 转动工件的实时测温装置及使用该装置的真空镀膜系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种转动工件的实时测温装置，所述的实时测温装置包括一活动部分和一固定部分，所述的活动部分由感温探头、信号处理与显示器、信号收发单元、电力供应单元组成，所述的固定部分包括信号收发器、数据处理与显示器和控制及接口单元组成。本实用新型的主要特性是测温准确，抗干扰能力强，效率高，应用范围广。本实用新型可应用于各种镀膜和化学热处理的加工工艺过程中。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种实时测温装置，尤其是一种转动工件的实时测温装置。同时本实用新型还涉及一种使用该实时测温装置的真空镀膜系统。
背景技术
在真空镀膜、化学热处理等，特别是模具和刀具镀膜过程中，处于不断转动中的被镀工件的实际温度是工件镀膜工艺的主要控制参数之一，过热会引起精密工件变形而超出公差的允许范围及基体的硬度下降，甚至引起材质退化等弊端；而表面温度过低会引起薄膜生长缺陷增多和性能下降。目前本领域多采用热电偶测定镀膜工件表面附近的空间温度，或者用红外测温仪测定被镀膜工件表面的温度，如果能设置和操作适当则后者的结果更接近实际，但是后者受红外线光路所通过的介质和环境杂散光的干扰很大，所以其测试结果对于镀膜工艺控制也仅有参考价值。因此，能否实时尽可能接近实际地测定转动工件表面温度并进行相应地调控，成为至关重要而又难以解决的问题，长期困扰着镀膜的研究和生产，现有技术的关键在于缺少相应的这种对于转动工件温度的实时准确测定装置。这种活动工件温度的实时准确测定装置对于各种镀膜和化学热处理等多种行业都具有重要意义。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术缺陷，提供一种对于转动工件的实时测温装置，该装置可实时测定以便控制转动着的镀膜工件温度。
本实用新型的另一目的在于提供一种带有该实时测温装置的真空镀膜系统。以在镀膜的同时对装置进行实时测温。
本实用新型提供了一种转动工件的实时测温装置，所述的实时测温装置包括一活动部分和一固定部分，所述的活动部分包括依次相连的感温探头、信号处理与显示器和信号收发单元；所述的固定部分包括顺序连接的信号收发器、数据处理与显示器和控制及接口单元，活动部分的信号收发单元与固定部分的信号收发器间可进行信号的发射与接收。同时该测温装置还包括电力供应单元，以向测温装置的活动部分提供电力供应。
感温探头与被测工件直接接触并随工件一起转动，信号处理与显示器随探头一起转动并与探头保持相对静止。
作为本实用新型的进一步改进，所述的感温探头，采用精密热电偶，从测温工件内部指向可转动的工件表面，热电偶可接触近表面或表面进行测温。所述的感温探头定期标定，以确保测温结果的准确性及可靠性。
感温探头所测得的温度信号传输至所述的信号处理与显示器，所述的信号处理与显示器将所探测的温度信号转换为温度的数据信息并可以本地显示温度数值，同时将所述的温度数据信息连续地传输至信号收发单元，所述的信号收发单元接收所获得的温度数据信息，并发送到固定部分的信号收发器。
活动部分与固定部分之间信号收发的传输方式可以采用有线或无线电信号，或光信号，或者微波信号等。所述固定部分的数据处理与显示器接收由固定部分的信号收发器传出的温度数据信息，完成温度数据的采集、处理、存储和显示；同时将温度数据处理成相应的温度曲线和模拟量，并将温度随时间变化的曲线连续地显示和存储，同时将模拟量发送到控制及接口单元，所述控制及接口单元将温度数据的模拟量或数字量传输到温控器、可编程序逻辑控制器或计算机，该信号可以任何现有方式传输给温控器以负反馈降温或以正反馈升温，实现在工艺过程中进行温控。
前述转动工件的实时测温装置，可用于真空镀膜系统，该镀膜系统通过一真空与大气的隔离装置而限定出一真空腔体部分，转动工件位于真空腔体内，另外通过一工件转架的中空主轴由该真空腔体进入到外大气中。感温探头与工件直接接触，所述的信号处理与显示器固定于工件转架的中空主轴腔体的大气一侧，测温装置的其它部件均安装在真空腔体之外的大气中。
所述感温探头与被测工件直接接触并随工件一起转动，信号处理与显示器单元随探头一起转动并与探头保持相对静止。
本实用新型的实时测温装置也可用于化学热处理的加工工艺过程中。
由于采用上述的技术方案，本实用新型具有测温准确，抗干扰能力强的有益效果。
附图说明
图1是本实用新型所述转动工件表面的实时测温装置的结构示意图；
图2是本实用新型中空主轴中真空与大气的隔离装置示意图；
图3是本实用新型测温装置的结构框图。
其中各附图标记：
1-仿真工件，2-感温探头，3-热电偶的传输线，4-真空与大气的隔离装置，5-信号处理与显示器，6-信号收发单元，7-信号收发器，8-电力供应单元，9-数据处理与显示器，10-控制及接口单元，11-磁流体密封 12-真空腔体壁。
具体实施方式
下面结合附图对具体实施方式加以说明：
如图1、图2和图3所示，提供了一种应用于真空镀膜系统的实时测温装置。该真空镀膜系统通过一真空与大气的隔离装置4而限定出一真空腔体部分。在镀膜容器的中心部，设置仿真工件转架，该转架的中空主轴由该真空腔体进入到外大气中。如图2所示，为中空主轴中真空与大气的隔离装置4示意图。隔离装置主要包括真空腔体壁12及磁流体密封11。
在中空主轴的中空腔体内的真空一侧，感温探头传输线由主轴的空腔中出来，沿着转架托盘的表面安装至可公转或公转加自转的仿真工件1内的感温探头2；在此主轴的大气一侧设置测温装置活动部分的信号处理与显示器5、信号收发单元6和电力供应单元8，并随主轴一起转动，而感温探头2和信号处理与显示器5的位置则相对静止，信号处理与显示器5可实时将感温探头2所探测的信号转换为温度值并显示，同时通过信号收发单元6将该温度值发送给信号收发器7，再经过采集和运算等处理并显示转动工件温度数据，向温控器或可编程序逻辑控制器(PLC)或计算机输出信号，以模拟量进行温控。
下面对本实用新型所涉及的实时测温装置进一步进行详细的描述，该测温装置包括活动部分和固定部分：
活动部分安装在真空镀膜系统转架上，随着转架一起转动，其中包括感温探头2、信号处理与显示器5和信号收发单元6，各单元间依次相连。另外还包括电力供应单元8为活动部分提供动力，而固定部分采用常规的供电方式，可在原位完成对于转动工件温度的实时测定。固定部分安装在真空镀膜系统的静止部位，其中包括信号收发器7、数据处理与显示器9和控制及接口单元10。
如图1及图3所示，感温探头2由精密热电偶及其铠装外套等构成，在工件转架上设置可公转或公转加自传的仿真工件1；仿真工件1与实际工件的材质、形状和工艺条件相似，同样经历清洗、加热、离子清洗、镀膜处理全过程；感温探头2可从内部接触仿真工件的近表面或表面固定方位测温；感温探头2需要定期标定，确保测温结果的准确可靠性能满足镀膜工艺要求；感温探头2所探测的信号通过真空与大气的隔离装置输出，传输至大气中的信号处理与显示器5。
信号处理与显示器5固定于工件架转轴下端大气一侧，将探头所接收的信号转换为温度的数据信息并可以本地显示温度数值，同时将这些温度数据信息传输至信号收发单元6。
信号收发单元6接受信号处理与显示器输出的温度数据信息并发送到固定部分的信号收发器7。其中，信号收发的传输方式可以采用电信号(有线或无线)，或光信号(可见光、红外光、激光等)，或者微波信号等。
电力供应单元8为活动部分的工作提供电力供应，其中电源可采用交流、直流或电池，以及电刷、机械或电磁耦合传输等多种方案驱动各活动部分，或者其组合方案实施。
信号收发器7接受来自活动部分信号收发单元6发送的温度数据；其中，信号收发的传输方式可以采用电信号(有线或无线)，或光信号(可见光、红外光、激光等)，或者微波信号等。
数据处理与显示器9接受来自固定部分信号收发器的温度数据信息，完成温度数据的采集、运算、存储和显示，同时可以将温度数据处理成相应的温度曲线和模拟量或数字量，并将温度随时间变化的曲线连续地显示并存储，同时将模拟量或数字量发送到控制及接口单元10。
控制及接口单元10可以将温度数据的模拟量或数字量传输到温控器或可编程序逻辑控制器(PLC)或计算机，在工艺过程中以模拟量进行温控。
本实用新型所提供的测温装置，测温准确，抗干扰能力强，效率高，应用范围广。可广泛应用于各种镀膜和化学热处理的加工工艺过程中。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换；而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。
Claims (5)
1、一种转动工件的实时测温装置，其特征在于：包括一活动部分和一固定部分，所述的活动部分包括依次相连的感温探头、信号处理与显示器和信号收发单元；所述的固定部分包括顺序连接的信号收发器、数据处理与显示器和控制及接口单元，活动部分的信号收发单元与固定部分的信号收发器间可进行信号的发射与接收。
2、根据权利要求1所述的实时测温装置，其特征在于：所述感温探头与被测工件直接接触并随工件一起转动，信号处理与显示器随探头一起转动并与探头保持相对静止。
3、根据权利要求1或2所述的实时测温装置，其特征在于：所述测温装置包括电力供应单元，向测温装置的活动部分提供电力供应。
4、根据权利要求1或2所述的实时测温装置，其特征在于：各单元之间信号收发的传输方式采用有线或无线电信号，或光信号，或者微波信号。
5、一种真空镀膜系统，其特征在于：其中含有如权利要求1或2所述的实时测温装置。
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