Устройство для измерения темрературы поверхности изделия при сварке

(19) 1111 9/10, С 0 114 В ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙЫВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Московский институт нефтигаза И.М.Губкина(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 измеряетсядвух диапазонах спектра, для чего в конструкцию введен дисковыи модулятор с фильтром, при вращении которого на преобразователь попадает излучение, прошедшее или не прошедшеечерез фильтр. Калибровка производится с помощью эталонного излучателя,в качестве которого использованы вещества с высокостабильным потоком излучения, а именно: радиоактивный илирадиолюминесцентный излучатель,слой которого нанесен на поверхностьдиска модулятора со стороны преобразователя, Это дает возможность калибровать устройство непосредственно вкаждом цикле измерения температуры.Устройство позволяет повысить точность измерения температуры за счетснижения влияния состояния поверхности изделия, состава атмосферы натрассе визирования, устройство не тре. бует использования специального калибровочного устройства с высокой стабильностью потока излучения. 2 з,п.ф-лы, 3 ил. 1 вавйСОИзобретение относится к технике сварочных работ, точнее к средствам измерения температур точек поверхнос- тей обрабатываемых изделий с исполь 5 эованием инфракрасных датчиков.1 ель изобретения - упрощение устройства и повышение точности измерения температуры виэируемых точек по-ф верхностей обрабатываемых изделий.На фиг. 1 показано устройство, расположенное относительно сварочной ванны; на фиг, 2 - функциональная схема устройства; на фиг. 3 вконструкция диска модулятора. 15Температура 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 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 ную площадку преобразователя 9, а также блок 10 передачи и образования сигналов. Диск модулятора 8 выполнен из непрозрачного материала, в котором сделаны две дугообразные прорези, 4 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 Радиоактивного или радиолюминесцентного.Устройство работает следующим образом.Излучение обрабатываемого изделия 1 через отверстия диафрагмы 6, линзо 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 1ковых 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 поднебольшим 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 8При вращении модулятора излучениевизируемой 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 пропорционаленпотоку излучения в диапазоне 3-7 мкм,во втором 3-4, 5 мкм,а в двух других - равен сигналу калибровки, определяемому 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 точность результата измерений. Высокаястабильность потока излучения обеспечивает высокую точность калибровки, которая в данном варианте устройства производится дважды за одинцикл измерений, Выходной сигнал преобразователя 9 подается в блок передачи, и обработкисигнала. Выходной сигнал корректируется с учетом точки отсчета и может быть проградуирован непосредственно в градусах,Использование устройства позволяет значительно повысить точностьизмерения температуры эа счет снижения влияния состояния поверхности4изделия, состава окружающей среды на трассе визирования. Исполнение модулятором Аункций фильтра и источника опорного излучения существенно упрощает устройство,формула изобретения1. 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 поверхностей 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.138 б 475 12 оставитель В.Грибовехред М,Ходанич Корректор Редактор Н.Лазаренко окосо Заказ 1459/22 Тираж 921 ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 113035, Москва, Ж, Подпис а СССР гой ит иид, 4 открь шская ектная, 4 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул