Устройство для измерения темрературы поверхности изделия при сварке

 

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 требует использования специального калибровочного устройства с высокой стабильностью потока излучения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.. с s сл со сх О5 4 СЛ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 23 К 9/10, 0 01 J 5/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

r ф(Pg1 „, .Х

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ:

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (56) Патент США F.- 4484059, кл. В 23 К 9/10, опублик. 1984.

C е (21) 4088458/3 1-27 (22) 11.07.86 (46) 07.04.88. Бюл. Н- 13 (71) Московский институт нефти и газа И.М.Губкина (72) И.А.Зарытовский и О,И.Стеклов (53) 62 1.791.753.002.52(088,8) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЯ ПРИ СВАРКЕ (57) Изобретение относится к технике сварочных работ, к средствам измерения температур. точек поверхностей обрабатываемых изделий с использованием 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.ЯО 138 475 А1 в конструкцию введен дисковый 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 требует использования специального калибровочного устройства с высокой стабильностью потока излучения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. Фаеаб

1386475

Изобретение относится к технике сварочных работ, точнее к средствам измерения температур точек поверхнос- тей обрабатываемых изделий с исполь5 эованием HHApRKpacHbIx датчиков.

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение точности измерения температуры виэируемых точек поверхностей обрабатываемых изделий.

На фиг. 1 показано устройство, расположенное относительно сварочной ванны; на фиг. 2 — функциональная схема устройства; на фиг. 3 †конструкция диска модулятора. 15

Температура поверхности иэделия 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- 25 пературные градиенты, скорости охлаждения, глубину проплавления и размеры сварочной ванны. Устройство может (, быть оптически или механически сканирующим и включает корпус со штуцером 30

5 для подачи на травесу визирования газа с известными оптическими свойствами, диафрагму 6, оптическую систему 7, фокусирующую излучение, прерываемое модулятором 8, на чувствитель- 35 ную площадку преобразователя 9, а также блок 10 передачи и образования сигналов. Диск модулятора 8 вьгполнен из непрозрачного материала, в котором сделаны две дугообразные прорези, о 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 45 прорезь 12 оставлена пустой, а функцию источника опорного излучения выполняют участки 13 диска с нанесенным на них слоем вещества с высокостабильным потоком излучения, например» pa- 50 диоактивного или радиолюминесцентного.

Устройство работает следующим образом.

Излучение обрабатываемого изделия

1 через отверстия диафрагмы 6, линзо- 55 вую оптическую систему 7 и модулятор

8 попадает на чувствительную площадку пироэлектрического преобразователя 9 с областью спектральной чувствительности 3-25 мкм. Оптическая си-стема представляет собой пару менис-! ковых линз иэ прозрачного широкополосного материала с достаточной термической стойкостью, например иэ синтетического сапфира с длинноволновой границей пропускания, около 7 мкм.

Для защиты оптики от пыли и сажистых частиц, выделяющихся 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 изделия попадает через пустую прорезь на чувствительную площадку преобразователя непосредственно, а через фильтр (кварцевую пластину) частично погло щается непрозрачным материалом модулятора. Выходной сигнал преобраэова 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 тбчность результата измерений. Высокая стабильность потока излучения обеспечивает высокую точность калибровки, которая в данном варианте устройства производится дважды за один цикл измерений, Выходной сигнал преобразователя 9 подается в блок передачи, и обработки сигнала. Выходной сигнал корректируется с учетом точки отсчета и может быть проградуирован непосредственно в градусах.

Использование устройства позволяет значительно повысить точность

l386475 измерения температуры эа счет снижения влияния состояния поверхности

4 изделия, состава окружающей среды на трассе визирования. Исполнение модулятором функций фильтра и источника опорного излучения существенно упрощает устройство.

Формула изобретения

1. Устройство дпя измерения температуры поверхности изделия при сварке, содержащее защитные диафрагмы оптическую систему модулятор оптический фильтр, пироэлектрический преобразователь, источник опорного излучения, блок передачи и обработки сигналов, причем оптический фильтр расположен в одной из двух противоположных относительно оси прорезей непрозрачного диска модулятора, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения точности измерения температуры виэируемых точек поверхностен обрабатываемых изделий, источник опорного излучения расположен на двух других участках диска модулятора, расположенных гротивоположно относительно оси диска, 2. Устройство по п. 1,. о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что в качестве источника опорного излучения использована кювета с радиоактивным веществом.

3. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что в качестве источника опорного излучения выбрана кювета с радиолюминесцентным веществом.

138á475

Составитель В.Грибова

Редактор Н,Лазаренко Техред М.Ходанич Корректор А.Зимокосов

Заказ 1459/22 Тираж 921 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4