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葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置制造方法
【專利摘要】葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置，涉及焊接程控測溫領域。本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有溫度測量裝置無法對整個焊接葉片溫度場內(nèi)的溫度進行測量并且無法實施程控測溫的問題。由于不同的紅外線輻射強度對應不同的溫度，因此本發(fā)明所述的葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置，利用紅外圖像采集系統(tǒng)對整個焊接葉片溫度場內(nèi)的紅外線光波進行實時采集，然后通過控制系統(tǒng)對采集到的所有時刻的圖像信息進行處理就能夠得到葉片焊接溫度場內(nèi)所有點的溫度和溫度場內(nèi)的平均溫度，從而對整個焊接葉片的溫度場進行實時程控測溫。本發(fā)明所述的葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置適用于任意焊接程控測溫領域。
【專利說明】葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及葉片焊接溫度測量裝置。屬于焊接程控測溫領域。
【背景技術】
[0002]司太立合金焊接，以銀錳合金為焊接材料，焊接時要求焊接材料的溫度要均勻才能保證焊接質(zhì)量，同時還要保證葉片強度，因此需要對整個焊接葉片的溫度及溫場分布進行監(jiān)測。
[0003]光電高溫計是一種點溫測量裝置，即只能檢測一個點的溫度，無法對整個焊接葉片的溫度場進行測量分析，同時在僅用肉眼觀測時，無法實施程控測溫，因此導致對焊接工藝的改進和焊接質(zhì)量的控制達不到其應有的作用，對百萬千瓦等級的核電汽輪機組葉片生產(chǎn)加工質(zhì)量帶來重大隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有溫度測量裝置無法對整個焊接葉片溫度場內(nèi)的溫度進行測量并且無法實施程控測溫的問題。
[0005]本發(fā)明所述的葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置，它包括:紅外圖像采集系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；
[0006]所述控制系統(tǒng)包括:放大模塊和圖像處理模塊；
[0007]紅外圖像采集系統(tǒng)用于采集待測葉片焊接溫度場的紅外圖像，該紅外圖像采集系統(tǒng)輸出圖像信號給放大模塊，該放大模塊輸出放大信號給接圖像處理模塊，該圖像處理模塊用于對其接收到的放大后的圖像信號進行處理，獲得該圖像中每個象素點所對應的溫度和坐標，然后將所有像素所對應的溫度的平均值作為葉片焊接溫度場溫度，所述葉片焊接溫度場溫度以及每個象素點所對應的溫度和坐標數(shù)據(jù)作為控制系統(tǒng)的輸出信號。
[0008]它還包括:溫度顯示模塊；控制系統(tǒng)輸出葉片焊接溫度場溫度信號給溫度顯示模塊。
[0009]它還包括:存儲模塊；控制系統(tǒng)輸出葉片焊接溫度場溫度信號以及每個象素點所對應的溫度和坐標數(shù)據(jù)給存儲模塊。
[0010]它還包括:溫度分析模塊；控制系統(tǒng)輸出每個象素點所對應的溫度和坐標數(shù)據(jù)給溫度分析模塊，溫度分析模塊用于對其接收到的每個象素點所對應的溫度和坐標進行處理，獲得葉片焊接溫度場的溫度分布圖像。
[0011]紅外圖像采集系統(tǒng)包括:光學鏡頭、濾光片和紅外探測器；
[0012]葉片焊接溫度場內(nèi)所有點處的紅外線光波通過光學鏡頭透射到濾光片上，濾光片將過濾后的紅外線光波透射到紅外探測器的光信號輸入端，紅外探測器的圖像信號輸出端作為紅外圖像采集系統(tǒng)的圖像信號輸出端。
[0013]上述紅外圖像采集系統(tǒng)為紅外熱像儀。
[0014]上述紅外圖像采集系統(tǒng)通過100MB以太網(wǎng)數(shù)字圖像視頻幀信號向控制系統(tǒng)發(fā)送信號。
[0015]上述光學鏡頭的焦距為20mm。
[0016]上述濾光片的濾除波段在8 μ m至14 μ m之間。
[0017]上述紅外探測器的像素為320*240。
[0018]由于不同的紅外線輻射強度對應不同的溫度，因此本發(fā)明所述的葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置，利用紅外圖像采集系統(tǒng)對整個焊接葉片溫度場內(nèi)的紅外線光波進行實時采集，然后通過控制系統(tǒng)對采集到的所有時刻的圖像信息進行處理就能夠得到葉片焊接溫度場內(nèi)所有點的溫度和溫度場內(nèi)的平均溫度，從而對整個焊接葉片的溫度場進行實時程控測溫。
[0019]本發(fā)明所述的葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置適用于任意焊接程控測溫領域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是紅外圖像采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]【具體實施方式】一:參照圖1具體說明本實施方式，本實施方式所述的葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置，它包括:紅外圖像采集系統(tǒng)I和控制系統(tǒng)2 ；
[0023]所述控制系統(tǒng)2包括:放大模塊21和圖像處理模塊22 ；
[0024]紅外圖像采集系統(tǒng)I用于采集待測葉片焊接溫度場的紅外圖像，該紅外圖像采集系統(tǒng)I輸出圖像信號給放大模塊21，該放大模塊21輸出放大信號給接圖像處理模塊22，該圖像處理模塊22用于對其接收到的放大后的圖像信號進行處理，獲得該圖像中每個象素點所對應的溫度和坐標，然后將所有像素所對應的溫度的平均值作為葉片焊接溫度場溫度，所述葉片焊接溫度場溫度以及每個象素點所對應的溫度和坐標數(shù)據(jù)作為控制系統(tǒng)2的輸出信號。
[0025]焊接加熱過程中，紅外圖像采集系統(tǒng)I采集焊接部位產(chǎn)生的紅外線光波，并轉(zhuǎn)換為圖像信號發(fā)送給控制系統(tǒng)2，控制系統(tǒng)2中的放大模塊21將接收到的圖像信號發(fā)放大并發(fā)送給圖像處理模塊22，圖像處理模塊22用于對其接收到的放大后的圖像信號進行處理，獲得該圖像中每個象素點所對應的溫度和坐標，并對所有象素點所對應的溫度求平均值，然后將所有像素所對應的溫度的平均值作為葉片焊接溫度場溫度輸出，將所有像素所對應的溫度的平均值、每個象素點所對應的溫度和坐標作為控制系統(tǒng)2的輸出信號。
[0026]【具體實施方式】二:本實施方式是對【具體實施方式】一所述的葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置做進一步說明，本實施方式中，它還包括:溫度顯示模塊3 ;
[0027]控制系統(tǒng)2輸出葉片焊接溫度場溫度信號給溫度顯示模塊3。
[0028]工作人員能夠通過溫度顯示模塊3直接讀取溫度值，從而控制葉片焊接溫度場內(nèi)的溫度保持在760V ±20°C，即銀銅合金焊條的融化值，以達到焊接均勻的目的，進而保證焊接的牢固性和葉片焊接質(zhì)量。
[0029]【具體實施方式】三:本實施方式是對【具體實施方式】一所述的葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置做進一步說明，本實施方式中，它還包括:存儲模塊4 ；
[0030]控制系統(tǒng)2輸出葉片焊接溫度場溫度信號以及每個象素點所對應的溫度和坐標數(shù)據(jù)給存儲模塊4。
[0031]存儲模塊4能夠存儲葉片焊接溫度場內(nèi)所有時刻的溫度，便于工作人員任意調(diào)用。
[0032]【具體實施方式】四:本實施方式是對【具體實施方式】二所述的葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置做進一步說明，本實施方式中，它還包括:溫度分析模塊5 ;
[0033]控制系統(tǒng)2輸出每個象素點所對應的溫度和坐標數(shù)據(jù)給溫度分析模塊5，溫度分析模塊5用于對其接收到的每個象素點所對應的溫度和坐標進行處理，獲得葉片焊接溫度場的溫度分布圖像。
[0034]溫度分析模塊5對其接收到的每個象素點所對應的溫度和坐標進行點溫分析，獲得葉片焊接溫度場的溫度分布圖像，溫度顯示模塊3將該溫度分布圖像顯示出來，工作人員通過該溫度分布圖像判斷葉片焊接溫度場內(nèi)的溫度是否均勻，從而控制溫度場內(nèi)的溫度，進而保證葉片焊接質(zhì)量。
[0035]【具體實施方式】五:參照圖2具體說明本實施方式，本實施方式是對【具體實施方式】一、二、三或四所述的葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置做進一步說明，本實施方式中，紅外圖像采集系統(tǒng)I包括:光學鏡頭11、濾光片12和紅外探測器13 ；
[0036]葉片焊接溫度場內(nèi)所有點處的紅外線光波通過光學鏡頭11透射到濾光片12上，濾光片12將過濾后的紅外線光波透射到紅外探測器13的光信號輸入端，紅外探測器13的圖像信號輸出端作為紅外圖像采集系統(tǒng)I的圖像信號輸出端。
[0037]焊接加熱過程中，光學鏡頭11直接對準待測量的焊接部位，焊接部位產(chǎn)生的紅外線光波通過光學鏡頭11透射到濾光片12上，濾光片12將紅外線光波過濾出來，從而使葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置保證采集和測量的準確性，濾光片12將過濾后的紅外線光波透射給紅外探測器13，紅外探測器13將該紅外線光波轉(zhuǎn)換成圖像信號發(fā)送給控制系統(tǒng)2。
[0038]【具體實施方式】六:本實施方式是對【具體實施方式】一、二、三或四所述的葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置做進一步說明，本實施方式中，紅外圖像采集系統(tǒng)I為紅外熱像儀。
[0039]【具體實施方式】七:本實施方式是對【具體實施方式】一、二、三或四所述的葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置做進一步說明，本實施方式中，紅外圖像采集系統(tǒng)I通過100MB以太網(wǎng)數(shù)字圖像視頻幀信號向控制系統(tǒng)2發(fā)送信號。
[0040]【具體實施方式】八:本實施方式是對【具體實施方式】五所述的葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置做進一步說明，本實施方式中，光學鏡頭11的焦距為20mm。
[0041]【具體實施方式】九:本實施方式是對【具體實施方式】五所述的葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置做進一步說明，本實施方式中，濾光片12的濾除波段在8 μ m至14 μ m之間。
[0042]【具體實施方式】十:本實施方式是對【具體實施方式】五所述的葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置做進一步說明，本實施方式中，紅外探測器13的像素為320*240。
【權利要求】
1.葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置，其特征在于，它包括:紅外圖像采集系統(tǒng)(I)和控制系統(tǒng)(2 ); 所述控制系統(tǒng)(2)包括:放大模塊(21)和圖像處理模塊(22)； 紅外圖像采集系統(tǒng)(I)用于采集待測葉片焊接溫度場的紅外圖像，該紅外圖像采集系統(tǒng)(I)輸出圖像信號給放大模塊(21)，該放大模塊(21)輸出放大信號給接圖像處理模塊(22)，該圖像處理模塊(22)用于對其接收到的放大后的圖像信號進行處理，獲得該圖像中每個象素點所對應的溫度和坐標，然后將所有像素所對應的溫度的平均值作為葉片焊接溫度場溫度，所述葉片焊接溫度場溫度以及每個象素點所對應的溫度和坐標數(shù)據(jù)作為控制系統(tǒng)(2)的輸出信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置，其特征在于，它還包括:溫度顯示模塊(3); 控制系統(tǒng)(2)輸出葉片焊接溫度場溫度信號給溫度顯示模塊(3)。
3.根據(jù)權利要求1所述的葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置，其特征在于，它還包括:存儲模塊(4)； 控制系統(tǒng)(2 )輸出葉片焊接溫度場溫度信號以及每個象素點所對應的溫度和坐標數(shù)據(jù)給存儲模塊(4)。
4.根據(jù)權利要求2所述的葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置，其特征在于，它還包括:溫度分析模塊(5)； 控制系統(tǒng)(2)輸出每個象素點所對應的溫度和坐標數(shù)據(jù)給溫度分析模塊(5)，溫度分析模塊(5)用于對其接收到的每個象素點所對應的溫度和坐標進行處理，獲得葉片焊接溫度場的溫度分布圖像。
5.根據(jù)權利要求1、2、3或4所述的葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置，紅外圖像采集系統(tǒng)(I)包括:光學鏡頭(11)、濾光片(12)和紅外探測器(13)； 葉片焊接溫度場內(nèi)所有點處的紅外線光波通過光學鏡頭(11)透射到濾光片(12)上，濾光片(12)將過濾后的紅外線光波透射到紅外探測器(13)的光信號輸入端，紅外探測器(13)的圖像信號輸出端作為紅外圖像采集系統(tǒng)(I)的圖像信號輸出端。
6.根據(jù)權利要求1、2、3或4所述的葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置，其特征在于，紅外圖像采集系統(tǒng)(I)為紅外熱像儀。
7.根據(jù)權利要求1、2、3或4所述的葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置，其特征在于，紅外圖像采集系統(tǒng)(I)通過IOOMB以太網(wǎng)數(shù)字圖像視頻幀信號向控制系統(tǒng)(2)發(fā)送信號。
8.根據(jù)權利要求5所述的葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置，其特征在于，光學鏡頭(11)的焦距為20mm。
9.根據(jù)權利要求5所述的葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置，其特征在于，濾光片(12)的濾除波段在8μπι至14 μ m之間。
10.根據(jù)權利要求5所述的葉片焊接溫度場程控實時溫度測量裝置，其特征在于，紅外探測器(13)的像素為320*240。
【文檔編號】G01J5/00GK103759833SQ201310484775
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年10月16日 優(yōu)先權日:2013年10月16日
【發(fā)明者】趙琦, 徐巧青, 艾哲峰, 楊淑宏, 王永順, 李景春 申請人:哈爾濱汽輪機廠有限責任公司