[發明專利]一種用于高能束流復合焊接熱循環測試的裝置

有效

• 申請號: 201210179682.8
• 申請日: 2012-06-04
• 公開（公告）號: CN102680516A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 張衛華;吳圣川;彭漩;繆炳榮
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于自動控制技術領域，尤其涉及一種用于高能束流復合焊接熱循環測試的裝置。

背景技術

高能束流復合焊具有能量密度大和焊接速度快等特點，加之鋁合金傳熱速度快，使得零件成形精度受到極大影響，準確測定瞬態溫度場是控制變形的前提與基礎。

目前開發的焊接熱循環測試技術多針對熱擴散系數小金屬材料的慢速TIG、MIG焊工藝，而且測試硬件與軟件系統分離，不能很好地集成一體，給數據的實時動態采集、顯示和后處理造成了困難，難以形成商品化產品。

發明內容

本發明提供了一種用于高能束流復合焊接熱循環測試的裝置，旨在解決目前開發的焊接熱循環測試技術多針對熱擴散系數小金屬材料的慢速TIG、MIG焊工藝，而且測試硬件與軟件系統分離，不能很好地集成一體，給數據的實時動態采集、顯示和后處理造成了困難，難以形成商品化產品的問題。

本發明的目的在于提供一種用于高能束流復合焊接熱循環測試的裝置，所述裝置包括：

熱電偶傳感器，安裝在被測試工件上，用于將工件的溫度變化信號轉換為模擬電壓信號，并對所述模擬電壓信號進行輸出；

信號放大與濾波電路，與所述熱電偶傳感器相連接，用于接收所述熱電偶傳感器輸出的模擬電壓信號，對所述模擬電壓信號進行放大與濾波處理，并對放大與濾波處理后的模擬電壓信號進行輸出；

模數轉換器，與所述信號放大與濾波電路相連接，用于接收所述信號放大與濾波電路輸出的模擬電壓信號，將所述模擬電壓信號轉換為數字電壓信號，并對所述數字電壓信號進行輸出；

PC機，與所述模數轉換器相連接，用于接收所述模數轉換器輸出的數字電壓信號，并通過對所述數字電壓信號的分析與處理測定工件焊接過程中的熱循環曲線；

電源模塊，與所述信號放大與濾波電路及PC機相連接，用于為所述信號放大與濾波電路及PC機提供電能供應。

進一步，所述熱電偶傳感器的工作端固定在工件上，所述熱電偶傳感器的冷端與所述信號放大與濾波電路相連接；

所述熱電偶傳感器在被測試工件上的安裝方式為：在所述工件上鉆孔，然后將熱電偶傳感器的工作端放入到小孔中，并用同質鋁材填充實；所述熱電偶傳感器還可以適用于點焊固定熱電偶。

進一步，所述熱電偶傳感器采用K型NiCr-NiSi熱電偶，所述K型NiCr-NiSi熱電偶的測溫范圍為0～1200℃。

進一步，所述模數轉換器通過USB接口與所述PC機相連接。

進一步，所述信號放大與濾波電路采用型號為K-803B的8路熱電偶調理板，所述型號為K-803B的8路熱電偶調理板上設置有7路小信號調理電路、1路冷端補償電路或1路小信號調理電路可選；所述熱電偶可擴展至任意型號的具有較高線性度的熱電偶。

進一步，所述每路小信號調理電路均采用差動輸入方式，默認放大倍數為100倍；冷端補償電路采用AD590測量環境溫度，所述AD590為隨溫度變化的恒流源，每上升1℃，電流增加1μA。

進一步，所述模數轉換器安裝在型號為USB2010的數據采集卡上，所述數據采集卡上設置有32路單端或16路雙端的模擬輸入通道、16路開關量輸入通道、16路開關量通道、三組定時/計數器。

進一步，所述模數轉換器的輸入信號范圍為：±5V、±10V、0～10V。

進一步，所述用于高能束流復合焊接熱循環測試的裝置還與主控制系統相連接；

所述主控制系統包括：采樣通道選定模塊、采集頻率設置模塊、采集函數啟動模塊、信號數據存儲模塊、熱循環曲線生成模塊；

所述采樣通道選定模塊及采集頻率設置模塊分別與所述采集函數啟動模塊相連接，所述采集函數啟動模塊分別與所述信號數據存儲模塊及熱循環曲線生成模塊相連接。

進一步，所述主控制系統將采集函數啟動模塊采集的信號數據、采樣通道選定模塊設置的通道數及采集頻率設置模塊設定的采樣頻率存儲在后綴為.dat的數據文件中，所述后綴為.dat的數據文件可直接讀取并生成曲線；也可以文本的形式打開，獲取采集的信號數據。