[實用新型]氣門電鐓成形工件溫度和形狀動態測量裝置

有效

• 申請號: 201120493464.2
• 申請日: 2011-12-02
• 公開（公告）號: CN202734998U
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 章爭榮;呂文閣;程永奇
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01K11/12
• 分類號: G01K11/12;G01B11/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本實用新型是一種氣門電鐓成形工件溫度和形狀動態測量裝置，屬于氣門電鐓成形工件溫度和形狀動態測量裝置的改造技術。

背景技術

電鐓成形是對金屬棒料工件進行連續局部的直接通電，在電阻熱的作用下使工件局部溫度升高，同時在棒料工件的軸向施加鐓粗壓力，從而使工件局部產生塑性變形實現逐步聚料的一種成形加工工藝方法，它是目前生產發動機氣門的一個關鍵成形工藝。在電鐓成形中，工件溫度是一個關鍵的工藝參數，對工件成形過程和最終產品質量都將產生決定性作用，但工件溫度只能通過調整加熱電流和鐓粗壓力來間接控制。因此，準確且實時地測量工件溫度是電鐓成形加工過程中的重要環節，但由于在氣門電鐓成形過程中工件在較短的時間內產生極大的塑性變形，使得動態測量工件溫度和形狀變得極為困難。研究合理和可行的工件溫度測量方法對氣門電鐓成形加工工藝具有重要意義。

一般金屬材料成形加工過程中的溫度測量主要有接觸式和非接觸式兩種方式。接觸式測溫方式中目前主要采用熱電偶進行溫度測量，熱電偶測溫簡單、可靠，測量精度也較高，但因需要測溫元件與被測金屬間進行充分的熱交換，經過一定的時間后才能達到熱平衡，所以存在測溫的延遲現象，同時也難以應用到成形加工中工件形狀尺寸實時變化的溫度測量，所以目前主要應用于加熱爐內靜態的溫度測量。非接觸式測溫方式中主要采用紅外測溫的形式，即通過高溫金屬紅外輻射原理來測量溫度，測溫元件不需與被測介質接觸，測溫范圍廣，不受測溫上限的限制，也不會破壞被測物體的溫度場，反應速度一般也比較快。目前國內外廣泛采用的紅外測溫儀，主要分為點式或線掃描式，都不能實時獲得變形工件整個區域的溫度分布，也不能同時獲取工件的形狀尺寸的變化，而且價格昂貴，不便于在氣門電鐓等金屬高溫成形加工中實際應用。

發明內容

本實用新型的目的在于考慮上述問題而提供一種設計合理，方便使用的氣門電鐓成形工件溫度和形狀動態測量裝置。本實用新型測量精度高，反應速度快，操作簡單方便。

本實用新型的技術方案是：本實用新型的氣門電鐓成形工件溫度和形狀動態測量裝置，包括有濾光片、工業鏡頭、工業攝像機、圖像采集卡、微計算機，工業鏡頭安裝在工業攝像機上，濾光片安裝在工業鏡頭上，工業攝像機的信號輸出端與微計算機連接。

上述工業攝像機的信號輸出端通過數據線與圖像采集卡連接，圖像采集卡安裝在微計算機上，或工業攝像機的信號輸出端通過1394接口、USB接口或以太網接口直接連接微計算機。

上述工業攝像機為彩色CCD工業攝像機。

上述濾光片為能透過760nm至1000nm波段的任意波長的近紅外光并能過濾掉其它波長光線的濾光片。

本實用新型針對氣門電鐓成形等金屬高溫塑性變形的工藝特點，研發了一種基于數字圖像技術的氣門電鐓成形加工專用溫度場測量系統，系統由工業攝像機和微計算機組成，通過工業攝像機進行圖像采集；應用計算機進行圖像處理，實現工件溫度動態的非接觸式測量，測量精度高，反應速度快，且能獲得工件區域的溫度分布以及工件外形輪廓形狀尺寸的變化，有利于對工件成形過程及成形溫度進行實時的測量和控制。本實用新型將對電鐓成形加工以及一般金屬高溫成形加工工藝過程的工件溫度和形狀測量控制都具有現實意義，同時也將豐富和發展非接觸式的溫度測量方法。本實用新型是一種設計巧妙，性能優良，方便實用的氣門電鐓成形工件溫度和形狀動態測量裝置。

附圖說明

圖1為本實用新型的原理圖。

具體實施方式

實施例：

本實用新型的原理圖如圖1所示，本實用新型的氣門電鐓成形工件溫度和形狀動態測量裝置，包括有濾光片1、工業鏡頭2、工業攝像機3、圖像采集卡4、微計算機5，工業鏡頭2安裝在工業攝像機3上，濾光片1安裝在工業鏡頭2上，工業攝像機3的信號輸出端與微計算機5連接。

上述工業攝像機3的信號輸出端通過數據線與圖像采集卡4連接，圖像采集卡4安裝在微計算機5上，或工業攝像機3的信號輸出端通過1394接口、USB接口或以太網接口直接連接微計算機5。

上述工業攝像機3為彩色CCD工業攝像機。

上述濾光片1為能透過760nm至1000nm波段的任意波長的近紅外光而過濾掉其它波長光線的濾光片。

本實用新型的氣門電鐓成形工件溫度和形狀動態測量裝置的測試方法，包括如下過程：

1）上述溫度測量時，高溫工件發出熱輻射，透過濾光片1進入工業鏡頭2；

2）工業攝像機3獲得透過工業鏡頭2的近紅外光，并轉化為圖像數據；