[發明專利]基于圖像對中短時起弧的電弧壓力分布測量裝置與方法

有效

• 申請號: 201610890392.2
• 申請日: 2016-10-12
• 公開（公告）號: CN106493455B
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 劉祖明;王紹磊;伊松;劉知易;邱嘉玉
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B23K9/095
• 分類號: B23K9/095
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 琪琛

1.一種基于圖像對中短時起弧的電弧壓力分布測量裝置，其特征在于，包括計算機系統、數據采集控制器、可控制焊接電源、高精度手動平移臺、攝像機、壓力傳感器、焊炬、水冷極板、電極；所述水冷極板為中空的箱形結構，其兩個相對的壁面分別設置有進水口和出水口，用于使冷卻水在所述水冷極板內部循環流動；所述水冷極板的上壁和下壁之間連接有內設引導孔的柱體，所述引導孔貫穿所述水冷極板的上壁和下壁；所述水冷極板的下壁設置有與所述引導孔連通的管螺紋孔，所述管螺紋孔用于連接所述壓力傳感器的探頭；所述水冷極板的下壁設置有用于連接所述電極的普通螺紋孔；

所述計算機系統連接所述數據采集控制器；所述數據采集控制器數據接收端連接所述壓力傳感器的信號輸出端，所述數據采集控制器的信號發出端連接所述可控制焊接電源的信號接收端；所述可控制電源的負極連接所述焊炬，所述焊炬發出的電弧位于所述水冷極板的引導孔上方；所述可控制電源的正極連接所述電極，所述電極連接于水冷極板的下壁；所述壓力傳感器的冷凝管接頭密封連接于所述水冷極板的引導孔下端；所述水冷極板以其下壁固定于所述高精度手動平移臺表面；兩個所述攝像機在水平上相互垂直的兩個方向對準所述水冷極板的引導孔進行拍攝，兩個所述攝像機均與所述計算機系統連接。

2.根據權利要求1所述的一種基于圖像對中短時起弧的電弧壓力分布測量裝置，其特征在于，所述引導孔的直徑為0.6mm～0.8mm。

3.根據權利要求1所述的一種基于圖像對中短時起弧的電弧壓力分布測量裝置，其特征在于，所述水冷極板的下壁兩側分別設置有耳板，用于通過螺釘固定于所述高精度手動平移臺的螺紋孔處。

4.一種利用如權利要求1-3中任一項所述裝置進行的基于圖像對中短時起弧的電弧壓力分布測量方法，其特征在于，按照如下步驟進行：

(1)開啟所述計算機系統、所述數據采集控制器、所述可控制焊接電源、所述高精度手動平移臺、所述攝像機、所述壓力傳感器；

(2)將所述水冷極板的進水口和出水口分別連接進水管和出水管，保持所述水冷極板內部的冷卻水流動；

(3)通過所述計算機系統及所述數據采集控制器控制所述可控制焊接電源放電0.5～2秒，通過所述攝像機觀察所述水冷極板的引導孔位置，調節所述高精度手動平移臺，使所述水冷極板的引導孔位于所述焊炬發出的電弧中心；

(4)再次通過所述計算機系統及所述數據采集控制器控制所述可控制焊接電源放電0.5～2秒，電弧穩定時所述攝像機拍照；此時所述焊炬發出的電弧打在所述水冷極板的引導孔處，所述引導孔內氣壓變化通過所述壓力傳感器和所述數據采集控制器傳輸給所述計算機系統并記錄數據；

(5)通過所述高精度手動平移臺在水平上相互垂直的兩個方向微調所述引導孔的位置，重復步驟(4)測出沿一個方向上連續測量點的電弧壓力，匯集整理數據得出電弧壓力分布。