Устройство для измерения темрературы поверхности изделия при сварке Советский патент 1988 года по МПК B23K9/10 G01J5/52 

113

Изобретение относится к технике сварочных работ точнее к средствам измерения температур точек поверхностей обрабатываемых изделирЧ с использованием инфракрасных датчиков.

Цель изобретения - упрощение устройства и повьшение точности измерения температуры визируемых точек по- верхностей обрабатываемых изделий.

На фиг. 1 показано устройство, расположенное относительно сварочной ванны; на фиг. 2 - функциональная схема устройства; на фиг. 3 - конструкция диска модулятора,

Температура поверхности изделия 1 вблизи ванны 2, образованной источником 3 нагрева, измеряется устройством 4 измерения температуры, установленным либо на источнике нагрева, либо на изделии, тогда оно дает информацию о термическом цикле визируемой точки. Использование нескольких таких устройств, расположенных определенным образом, характеризует тем- пературные градиенты, скорости охлаждения, глубину проплавления и размеры сварочной ванны. Устройство может (. быть оптически или механически скани-т- рующим и включает корпус со штуцером 5 для подачи на травесу визирования газа с известными оптическими свойствами, диафрагму 6, оптическую систему 7, фокусирующую излучение, прерываемое модулятором 8, на чувствитель- ную площадку преобразователя 9, а также блок 10 передачи и образования сигналов. Диск модулятора 8 выполнен из непрозрачного материала, в котором сделаны две дугообразные прорези противоположные от оси, ;в одну из прорезей установлен оптический фильтр 11, выполненный из плавленного, кварца толщиной 0,18 мм с длинноволновой границей пропускания 4,5 мкм, другая прорезь 12 оставлена пустой, а функцию источника опорного излучения выполняют участки 13 диска с нанесенным на них слоем вещества с высокостабильным потоком излучения, например, ра- диоактивного или радиолюминесцентного.

Устройство работает следующим об- разом.

Излучение обрабатьгоаемого изделия 1 через- отверстия диафрагмы 6, линзовую оптическую систему 7 и модулятор В попадает на чувствительную площадку пироэлектрического преобразователя 9 с областью спектральной чувст75 . 2

витальности 3-25 мкм. Оптическая система представляет собой пару менисковых линз из прозрачного широкополосного материала с достаточной термической стойкостью, например из синтетического сапфира с длинноволновой границей пропускания, около 7 мкм. Для защиты оптики от пыли и сажистых частиц, вьщеляющихся при сварке, а также удаления от трассы визирования паров воды и углекислоты,присутствующих в атмосфере, в диафрагму 6 под небольшим давлением подается инертный газ, например, аргон, линии поглощения которого лежат, в основном, в видимой области спектра и не влияют на точность измерения. Устройство выполнено по способу измерения спектрального отношения, спектральное разделение излучения производится с помощью оптического фильтра, установленного на модуляторе 8.

При вращении модулятора излучение визируемой точки свариваемого издели попадает через пустую прорезь на чувствительную площадку преобразователя непосредственно, а через фильтр (кварцевую пластину) частично погло- щается непрозрачным материалом модулятора. Выходной сигнал преобразовав теля в первом случае пропорционален потоку излучения в диапазоне 3-7 мкм во втором 3-4,5 мкм, а в двух других - равен сигналу калибровки, определяе- мому потоком излучения радиолюминесцентного вещества, нанесенного на соответствующие участки модулятора со стороны преобразователя. Длина волны радиолюминесцентного излучателя выбрана близкой к длине волны максимума спектральной яркости излучения визируемой поверхности, что снижает влияние неравномерности вольтовой чувствительности преобразователя на тйч- ность результата измерений. Высокая стабильность потока излучения обеспечивает высокую точность калибровки, которая в данном варианте устройства производится дважды за один цикл измерЬний. Выходной сигнал преобразователя 9 подается в блок передачи, и обработки сигнала. Выходной сигнал корректируется с учетом точки отсчета и может быть проградуиро- ван непосредственно в градусах.

Использование устройства позволяет значительно повысить точность

Фиг.1

с. Х

Изобретение относится к технике сварочных работ, к средствам измерения температур.точек поверхностей обрабатываемых изделий с использова- . нием инфракрасных датчиков. Цель - упрощение устройства и повышение точности измерения температуры визируемых точек поверхностей обрабатываемых изделий. Поток инфракрасного излучения визируемых точек измеряется в двух диапазонах спектра, для чего в конструкцию введен дисковьм модулятор с фильтром, при вращении которого на преобразователь попадает излучение, прошедшее или не прошедшее через фильтр. Калибровка производится с помощью эталонного излучателя, в качестве которого использованы вещества с высокостабильным потоком излучения, а именно: радиоактивный или радиолюминесцентный излучатель, слой которого нанесен на поверхность диска модулятора со стороны преобразователя. Это дает возможность калибровать устройство непосредственно в каждом цикле измерения температуры. Устройство позволяет повысить точность измерения температуры за счет снижения влияния состояния поверхности изделия, состава атмосферы на трассе визирования,устройство не тре- бует использования специального калибровочного устройства с высокой стабильностью потока излучения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.. с s сл со сх О5 4 СЛ

Фиг. 2

fe.a