專利名稱：焊接溫度場檢測裝置用傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用攝象機比色法對焊接溫度場檢測裝置用傳感器，屬焊接設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，并適合于其他金屬熱加工領(lǐng)域。
控制焊接溫度場及其動態(tài)熱過程是保證焊接質(zhì)量的基本問題，因為它決定了焊接接頭的性能、組織、應(yīng)力、變形以及是否產(chǎn)生缺陷等。由于焊接溫度場是一動態(tài)溫度場，場中溫度梯度大，各點溫度變化速度快，要對其進行實時測量有一定難度。目前采用的比較先進的是紅外輻射測量法，可測動態(tài)溫度場。(參見《高溫測量原理與應(yīng)用》朱麟章編著，科學(xué)出版社)其缺點是測量精度受材料、表面狀況、檢測距離等影響較大，難以測出溫度的絕對數(shù)值，而且價格高，在焊接中只是較有限的應(yīng)用。
本實用新型的目的是設(shè)計一種新型的焊接溫度場檢測裝置用傳感器，使溫度場的檢測不受材料、表面狀況、檢測距離等影響，能夠測出溫度場的絕對數(shù)值。而且降低檢測裝置的價格，便于推廣應(yīng)用。
本實用新型的內(nèi)容是焊接溫度場檢測裝置包括傳感器、圖象采集和計算機圖像外理之部分。其中的傳感器由保護玻璃、調(diào)色板、步進電機和CCD攝象機組成，保護玻璃置于傳感器端部，調(diào)色板上裝有二塊濾光片，調(diào)色板與步進電機相聯(lián)，攝像機置于調(diào)色板的后部。
根據(jù)灰體輻射定律Mλ＝
(W.cm－1.μm－1)其中Mλ為物體的光譜輻射出射度c1為第一輻射常數(shù)c1＝2c2h＝3.7415×10－16(W.m2)c為光速c＝2.9979×108(m.s－1)c2為第二輻射常數(shù) c2＝nc／k＝1.4388×10－2(m.k)λ為入射光波長
T為物體溫度由上可知，物體的光譜輻射出射度與物體溫度、入射光波度及灰度系數(shù)ε有關(guān)。本發(fā)明就是根據(jù)物體在兩種波長的入射光下光譜輻射出射度之比與物體溫度T有關(guān)這一規(guī)律來測定沓接時的溫度場。
設(shè)所選定的兩個入射光波長分別為λ1、λ2。兩個波長下的光譜輻射出射度分別為Mλ2和Mλ2。則兩個波長下的光譜輻射出射強度之比為λ＝Mλ1／Mλ2＝
＝(λ2／λ1)5e
＝const1e
(1)式(1)中const1＝(λ2／λ1)5，const2＝
由(1)式可見，物體在兩個波長下的光譜輻射強度之比只與物體的溫度有關(guān)，而與物體的灰度系數(shù)ε即物體的表面狀況無關(guān)。因而根據(jù)小式，選定兩個不同波長的入射光后即可計算出焊接溫度場。


圖1是本實用新型的用測溫傳感器示圖。
圖2是傳感器中的調(diào)色板。
圖3是測溫過程框圖。
以下結(jié)合附圖，詳細介紹本實用新型的實施例。圖1中，1是保護玻璃，2是傳感器外殼，3是調(diào)色板，4是攝象機，5是電機。圖2中，6和7分別是兩塊不同波長的紅外干涉濾光波。本實用新型分別取λ1＝8000A，λ2＝9000A。工作時，由電機5帶動調(diào)色板3上的兩切濾光片切換，由攝象機3在120毫秒內(nèi)完成兩個波長下物體的熱圖象攝入，以便進行圖象處理和比色求取二維溫度的分布。由于采用了紅外的兩個波段，紅外敏感元件選用了CCD攝象機，這就使整個測溫裝置體積小、重量輕、價格便宜。裝置的測溫過程框圖見圖3。測溫范圍為900℃～1500℃，測溫誤差為±30℃。
權(quán)利要求1.一種焊接溫度場檢測裝置用傳感器，其特征在于檢測裝置用傳感器由保護玻璃、調(diào)色板、步進電機和CCD攝象機組成，保護玻璃置于傳感器端部，調(diào)色板上裝有二塊紅外干涉濾光片，調(diào)色板與步進電機相聯(lián)，攝像機置于調(diào)色板的后部。
專利摘要本實用新型涉及一種用攝象機比色法對焊接溫度場檢測裝置用傳感器，屬焊接設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。測溫裝置包括傳感器、圖象采集塊和計算機圖象處理系統(tǒng)三部分。其中的傳感器由保護玻璃、調(diào)色板、電機和CCD攝象機組成。保護玻璃置于傳感器端部，調(diào)色板上裝有二塊濾光片，調(diào)色板與電機相聯(lián)，攝象機置于調(diào)色板的后部。本實用新型具有體積小、重量輕、價格便宜等優(yōu)點，測溫范圍為900℃～1500℃，測溫誤差為±30℃。
文檔編號G01J5/00GK2160109SQ9321384
公開日1994年3月30日 申請日期1993年5月29日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月29日
發(fā)明者潘際鑾, 何方殿, 蘇勇, 孫滌清 申請人:清華大學(xué)