一種用于高能束流復(fù)合焊接熱循環(huán)測試的裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術(shù)屬于自動控制技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種用于高能束流復(fù)合焊接熱循環(huán)測試的裝置，由熱電偶傳感器、信號放大與濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、PC機、電源模塊連接構(gòu)成；基于USB總線，具有較高的傳輸速率，可完全滿足采集要求，體積小、具有即插即用、使用方便易攜帶的優(yōu)勢，適用于各種工況的現(xiàn)場測量；該裝置的操作界面簡潔美觀、易于操作，并能實時顯示采集過程動態(tài)曲線，采集完畢還可將數(shù)據(jù)保存為文本文件以便于分析，結(jié)果準(zhǔn)確，工作效率與可靠性較高，擴展性和移植性佳，數(shù)據(jù)采集與處理自動化程度高；記錄結(jié)果準(zhǔn)確，操作簡單，界面友好，使用攜帶方便，能夠很好地得到焊熱循環(huán)曲線，具有較強的推廣與應(yīng)用價值。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)屬于自動控制
，尤其涉及一種用于高能束流復(fù)合焊接熱循環(huán)測試的裝置。
技術(shù)介紹
高能束流復(fù)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(zhǔn)確測定瞬態(tài)溫度場是控制變形的前提與基礎(chǔ)。目前開發(fā)的焊接熱循環(huán)測試技術(shù)多針對熱擴散系數(shù)小金屬材料的慢速TIG、MIG焊工藝，而且測試硬件與軟件系統(tǒng)分離，不能很好地集成一體，給數(shù)據(jù)的實時動態(tài)采集、顯示和后處理造成了困難，難以形成商品化產(chǎn)品。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)提供了一種用于高能束流復(fù)合焊接熱循環(huán)測試的裝置，旨在解決目前開發(fā)的焊接熱循環(huán)測試技術(shù)多針對熱擴散系數(shù)小金屬材料的慢速TIG、MIG焊工藝，而且測試硬件與軟件系統(tǒng)分離，不能很好地集成一體，給數(shù)據(jù)的實時動態(tài)采集、顯示和后處理造成了困難，難以形成商品化產(chǎn)品的問題。本技術(shù)的目的在于提供所述裝置包括安裝在被測試工件上，用于將工件的溫度變化信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號，并對所述模擬電壓信號進(jìn)行輸出的熱電偶傳感器；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(jìn)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(jìn)行輸出的信號放大與濾波電路；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(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號，并對所述數(shù)字電壓信號進(jìn)行輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換器；與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連接，用于接收所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字電壓信號，并通過對所述數(shù)字電壓信號的分析與處理測定工件焊接過程中的熱循環(huán)曲線的PC機；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(yīng)的電源模塊。進(jìn)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。進(jìn)一步，所述熱電偶傳感器采用K型NiCr-NiSi熱電偶。進(jìn)一步，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器通過USB接口與所述PC機相連接。進(jìn)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(diào)理板，所述型號為K-803B的8路熱電偶調(diào)理板上設(shè)置有7路小信號調(diào)理電路、I路冷端補償電路或I路小信號調(diào)理電路。進(jìn)一步，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器安裝在型號為USB2010的數(shù)據(jù)采集卡上，所述數(shù)據(jù)采集卡上設(shè)置有32路單端或16路雙端的模擬輸入通道、16路開關(guān)量輸入通道、16路開關(guān)量通道、三組定時/計數(shù)器。進(jìn)一步，所述用于高能束流復(fù)合焊接熱循環(huán)測試的裝置還與主控制系統(tǒng)相連接；所述主控制系統(tǒng)進(jìn)一步包括采樣通道選定模塊、采集頻率設(shè)置模塊、采集函數(shù)啟動模塊、信號數(shù)據(jù)存儲模塊、熱循環(huán)曲線生成模塊；所述采樣通道選定模塊及采集頻率設(shè)置模塊分別與所述采集函數(shù)啟動模塊相連接，所述采集函數(shù)啟動模塊分別與所述信號數(shù)據(jù)存儲模塊及熱循環(huán)曲線生成模塊相連接。本技術(shù)提供的用于高能束流復(fù)合焊接熱循環(huán)測試的裝置，基于USB總線，具有較高的傳輸速率，可完全滿足采集要求，體積小、具有即插即用、使用方便易攜帶的優(yōu)勢，適用于各種工況的現(xiàn)場測量；該裝置的操作界面簡潔美觀、易于操作，并能實時顯示采集過程動態(tài)曲線，采集完畢還可將數(shù)據(jù)保存為文本文件以便于分析，結(jié)果準(zhǔn)確，工作效率與可靠 性較高，擴展性和移植性佳，數(shù)據(jù)采集與處理自動化程度高；K803-B型熱電偶信號調(diào)理板采用差動方式輸入信號，加上高性能有源濾波，使得系統(tǒng)較強的抗干擾能力，且調(diào)理板價格便宜，配合廉價的K型熱電偶傳感器使用，降低了測試成本；記錄結(jié)果準(zhǔn)確，操作簡單，界面友好，使用攜帶方便，能夠很好地得到焊熱循環(huán)曲線，可用于其它金屬材料的焊接熱過程記錄，或者運用于鑄造凝固溫度的實時檢測，應(yīng)用廣泛，成本低廉，在熱加工過程的實時監(jiān)控上有著良好的應(yīng)用前景，具有較強的推廣與應(yīng)用價值。附圖說明圖I是本技術(shù)實施例提供的用于高能束流復(fù)合焊接熱循環(huán)測試的裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本技術(shù)實施例提供的主控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本技術(shù)實施例提供的鋁合金5052-H34的TIG焊熱循環(huán)曲線示意圖。圖中11、熱電偶傳感器；12、信號放大與濾波電路；13、模數(shù)轉(zhuǎn)換器；14、PC機；15、電源模塊；21、采樣通道選定模塊；22、采集頻率設(shè)置模塊；23、采集函數(shù)啟動模塊；24、信號數(shù)據(jù)存儲模塊；25、熱循環(huán)曲線生成模塊。具體實施方式為了使本技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本技術(shù)，并不用于限定專利技術(shù)。圖I示出了本技術(shù)實施例提供的用于高能束流復(fù)合焊接熱循環(huán)測試的裝置的結(jié)構(gòu)。為了便于說明，僅示出了與本技術(shù)相關(guān)的部分。該裝置包括熱電偶傳感器11，安裝在被測試工件上，用于將工件的溫度變化信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號，并對模擬電壓信號進(jìn)行輸出；信號放大與濾波電路12，與熱電偶傳感器11相連接，用于接收熱電偶傳感器11輸出的模擬電壓信號，對模擬電壓信號進(jìn)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(jìn)行輸出；模數(shù)轉(zhuǎn)換器13，與信號放大與濾波電路12相連接，用于接收信號放大與濾波電路12輸出的模擬電壓信號，將模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號，并對數(shù)字電壓信號進(jìn)行輸出；PC機14，與模數(shù)轉(zhuǎn)換器13相連接，用于接收模數(shù)轉(zhuǎn)換器13輸出的數(shù)字電壓信號，并通過對數(shù)字電壓信號的分析與處理測定工件焊接過程中的熱循環(huán)曲線；電源模塊15,與信號放大與濾波電路12及PC機14相連接,用于為信號放大與濾波電路12及PC機14提供電能供應(yīng)。在本技術(shù)實施例中，熱電偶傳感器11的工作端固定在工件上，熱電偶傳感器11的冷端與信號放大與濾波電路12相連接；熱電偶傳感器11在被測試工件上的安裝方式為在工件上鉆直徑4mm的小孔，然 后將熱電偶傳感器11的工作端放入到小孔中，并用質(zhì)地更軟的鋁焊絲填充實，被測試工件上可設(shè)置三個采樣點，三個采樣點距被測試工件坡口邊緣的距離依次為10. 0mm、15. 0mm、20. Omm0在本技術(shù)實施例中，熱電偶傳感器11采用K型NiCr-NiSi熱電偶，K型NiCr-NiSi熱電偶的測溫范圍為O 1200°C。在本技術(shù)實施例中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器13通過USB接口與PC機14相連接。在本技術(shù)實施例中，信號放大與濾波電路12采用型號為K-803B的8路熱電偶調(diào)理板，型號為K-803B的8路熱電偶調(diào)理板上設(shè)置有7路小信號調(diào)理電路、I路冷端補償電路或I路小信號調(diào)理電路可選。在本技術(shù)實施例中，每路小信號調(diào)理電路均采用差動輸入方式，默認(rèn)放大倍數(shù)為100倍；冷端補償電路采用AD590測量環(huán)境溫度，AD590為隨溫度變化的恒流源，每上升1°C，電流增加ΙμΑ。在本技術(shù)實施例中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器13安裝在型號為USB2010的數(shù)據(jù)采集卡上，數(shù)據(jù)采集卡上設(shè)置有32路單端或16路雙端的模擬輸入通道、16路開關(guān)量輸入通道、16路開關(guān)量通道、三組定時/計數(shù)器。在本技術(shù)實施例中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器13的輸入信號范圍為±5V、±10V、0 10V。在本技術(shù)實施例中，該用于高能束流復(fù)合焊接熱循環(huán)測試的裝置還與主控制系統(tǒng)相連接；主控制系統(tǒng)包括采樣通道選定模塊21、采集頻率設(shè)置模塊22、采集函數(shù)啟動模塊23、信號數(shù)據(jù)存儲模塊24、熱循環(huán)曲線生成模塊25 ；本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種用于高能束流復(fù)合焊接熱循環(huán)測試的裝置，其特征在于，所述裝置包括：安裝在被測試工件上，用于將工件的溫度變化信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號，并對所述模擬電壓信號進(jìn)行輸出的熱電偶傳感器；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(jìn)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(jìn)行輸出的信號放大與濾波電路；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(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號，并對所述數(shù)字電壓信號進(jìn)行輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換器；與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連接，用于接收所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字電壓信號，并通過對所述數(shù)字電壓信號的分析與處理測定工件焊接過程中的熱循環(huán)曲線的PC機；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(yīng)的電源模塊。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于高能束流復(fù)合焊接熱循環(huán)測試的裝置，其特征在于，所述裝置包括 安裝在被測試エ件上，用于將エ件的溫度變化信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號，并對所述模擬電壓信號進(jìn)行輸出的熱電偶傳感器； 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(jìn)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(jìn)行輸出的信號放大與濾波電路； 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(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號，并對所述數(shù)字電壓信號進(jìn)行輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換器； 與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連接，用于接收所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字電壓信號，并通過對所述數(shù)字電壓信號的分析與處理測定エ件焊接過程中的熱循環(huán)曲線的PC機； 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(yīng)的電源模塊。2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述熱電偶傳感器的工作端固定在エ件上，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。3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張衛(wèi)華，吳圣川，彭漩，繆炳榮，
申請(專利權(quán))人：西南交通大學(xué)，
類型：實用新型
國別省市：