[發明專利]一種高頻感應加熱的測溫裝置及其測溫方法

無效

• 申請號: 200710041664.2
• 申請日: 2007-06-05
• 公開（公告）號: CN101319935A
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發明（設計）人: 吳春平;汪遠方;方立國;姚建春
• 申請（專利權）人: 上海船舶工藝研究所
• 主分類號: G01J5/10
• 分類號: G01J5/10
• 代理公司: 上海世貿專利代理有限責任公司
• 代理人: 李浩東;陳穎潔

技術領域：

本發明涉及高頻感應加熱領域，特別涉及一種高頻感應加熱的測溫裝置及其測溫方法，用于一種以環狀線圈對平面鋼板高頻感應加熱的溫度測量。

背景技術：

在鋼結構制造業中，常常涉及到鋼板曲面成形的問題。例如在船舶建造行業，需要對船體的外板進行曲面成形加工。現在常用的工藝方法，是采用火焰在鋼板表面局部加熱和跟蹤水冷，使鋼板在約束條件下熱脹冷縮而產生變形，俗稱水火彎板。此種工藝方法，生產效率低，加工時間長，質量波動大，依賴于技術工人的手工操作，而且對工作環境產生污染。

國外船廠如日本、韓國重視數控板材曲面成形設備的開發，加熱熱源采用高頻感應方式，已有少量設備用于船舶鋼板曲面成形。作為一種新型的加熱方式，高頻感應加熱具有加熱效率高、可控性好、環境污染小等優點，易于實現自動控制。

高頻感應加熱時，為了提高鋼板成形精度和自動成形加工的可再現性，以及避免局部溫度過高，影響鋼材的機械性能，需要將鋼板加熱溫度控制在一定的范圍里面。對局部加熱區進行測溫，然后對溫度進行反饋控制，使溫度處于可控狀態，可以減小熱應力和應變的波動值，提高鋼板曲面成形的精度和質量。測溫的方法與高頻感應加熱的具體用途、感應線圈的形狀以及溫度檢測的工具都有關系。在高頻感應電源以環狀線圈對平面鋼板加熱的應用中，現有技術中通常不進行溫度測量，存在加熱不均勻的缺點。

發明內容：

本發明的一個目的是提供一種高頻感應加熱的測溫裝置，能夠即時準確測量環狀線圈對平面鋼板加熱過程中平面鋼板的溫度變化，使得高頻感應加熱得以均勻進行。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：一種高頻感應加熱的測溫裝置，包括加熱環狀線圈，其特征在于該加熱環狀線圈上方設有紅外測溫傳感器，該傳感器與控制系統連接，控制系統與高頻感應電源連接，高頻感應電源與加熱環狀線圈連接。

本發明的另一個目的是提供一種高頻感應加熱的測溫方法，能夠即時準確測量環狀線圈對平面鋼板加熱過程中平面鋼板的溫度變化，使得高頻感應加熱得以均勻進行。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：一種高頻感應加熱的測溫方法，其特征在于它包括以下步驟：A、根據加熱環狀線圈的位置，確定測量區域的中心位置；B、將紅外測溫傳感器固定在測量區域的中心位置正上方，測量頭正對中心位置；C、調整紅外測溫傳感器到工作狀態；D、給紅外測溫傳感器通電，在加熱時讀取傳感器輸出的電信號；E、將電信號轉化為溫度信號。根據本發明的一個實施例，將上述得到的溫度信號傳送給控制系統，由控制系統控制高頻感應電源輸出的加熱功率。

采用本發明的測溫裝置和測溫方法對高頻感應加熱進行即時的溫度檢測，經電腦計算處理，把得到的電信號轉化為溫度信號加以顯示并對高頻感應的輸出功率形成反饋控制，有利于高頻感應加熱均勻平穩地進行。本發明的優點在于結構簡單，便于操作，能夠即時準確測量溫度。

附圖說明：

圖1為環狀線圈高頻感應加熱示意圖

圖2為本發明的測溫方法的流程圖

圖3為根據本發明一個實施例的測溫裝置的示意圖

圖4為根據本發明另一個實施例的測溫裝置的示意圖

具體實施方式：

下面結合附圖和實施例對本發明進一步的描述。

平面鋼板在以環狀線圈高頻感應加熱的作用下，由于熱應力而逐漸產生變形，在加熱環狀線圈7的底平面和鋼板9之間距離會發生變化，見圖1。選取測量點不同，所測的溫度也不同，在不同的曲面上運行時，環狀線圈7中心溫度變化較小，因此選取加熱環狀線圈7的中心作為溫度的測量點，測量區域保證在線圈環狀內部。

本測量方法以紅外測溫傳感器6作為溫度檢測工具，測量流程如圖2所示。

A.確定測量區域的中心位置。測量區域的中心位置，也就是環狀線圈7的中心。可以采用以下方法來確定環狀線圈7的中心。水平放一平板，板上平鋪一張白紙，將環狀線圈7平放在白紙上。環形線圈可以是圓形、正多邊形或多邊形。對于多邊形線圈來說，在白紙上給多邊形線圈的任意一條邊做中垂線，給多邊形相臨的一條邊做中垂線，白紙上兩條中垂線的交點就是我們要找的測量區域的中心。對于圓形線圈來說，在白紙上給圓形線圈的任意一條弦做中垂線，然后給圓形的不平行于第一條弦的另一條弦做中垂線，白紙上兩條中垂線的交點就是我們要找的測量區域的中心。