双波长滤光片式红外测量焊接温度场系统分析
2012-12-28
admin1
为了综合上述两种方法的优点，本文研制了一种新颖的比色测温系统，这种系统的特点是采用一种双波长的红外滤光片，这样就可以用单镜头在一幅图像中同时得到两幅不同波长的热辐射图像信息，再利用比色测温原理对该图像进行处理，实时测量出近熔化区的焊接温度场。这种系统不必采用分时切换滤光片的机构，因而结构简单，实用性好，适用于焊接现场。
1.系统基本工作原理
论文研发的双吸光度红外图文文件处置模式首要由双吸光度波光片、CCD拍摄机、号码图文文件卡、计算出来机等组成的。 其差不多任务关键技术为：(1)适用双可见光光波长红外滤光片获得熔接熔池两大类差异可见光光波长的图象问题，采取比色温度测量来计算;(2)从管道对焊生产方法主视图摄食量量形象。经过将CCD拍照镜头放于焊炬的后边，绕开弧光的不干扰，最多地步地摄食量量熔池热形象。双激发光谱滤光片的具体化设备构造结构类型是，用左右两边的两有所不同激发光谱的半圆滤光片拼合成小个整圆滤光片，其的两半园的激发光谱值基于比色红外测温的让而定制。在系统中安装使用双激发光谱滤光片时，将其拼缝瞄准对焊生产方法熔池重点，使熔池左面覆盖的另个种激发光谱的太阳光问题经过左半园滤光片后的光轴的左侧显像，而熔池左侧覆盖的另个激发光谱的太阳光问题经过右半园滤光片后在光轴的左面显像。这样子，当用1台CCD拍照机摄食量量对焊生产方法熔池形象时，就可一起在一幅美丽的画形象的两一边 获得两个激发光谱的对焊生产方法平均温度表红外(灰度)形象，如下图1如图所示。随着对焊生产方法平均温度表场在正常状态状态下是等势面的（3）既沿熔池中心线左右对称，如果考虑双波长滤光片的中间接缝很窄可以忽略不计，则可以认为在接缝两边的温度场是对称的。这样就可以通过将狭缝两边对称点上的两个波长的信息视作同一温度下的双波长信息进行比色测温计算，进行在线定标，求出该点的温度。
2.双波长红外滤光片的研制
本文研制的双波长滤光片的两个波长分别为 λ1=0.8050μm, λ2=0.8950μm，选择这两个波长主要考虑到以下几个方面的情况。
(1)选用的波长必须是所测温度范围内发射的谱线，钢在1000~1600℃之间的发射的谱线范围比较宽，从可见光到远红外都有，峰值波长在近红外，约在 1.5-2.2μm范围。另外选用的波长同时必须在CCD摄像机的光谱响应范围之内(0.4~1.1μm)，又要避开可见光的影响，因此其范围应为 0.75~1.1μm，即近红外波段。
3 近熔化区焊接温度场的实时测定
本设计不错3 /s的速率实测值近铝热反应的湿度场，试验台的前提条件为：Ar75%+CO225% 相溶气休防护焊，电弧放电交流电为20V，交流电为125A，焊接加工速率180mm/min，铜焊丝为ф1.2mm的Ho8mn2SiA。其气温检测时候为：当CCD摄录机摄食一幅幅影像后，经影像卡转成成影像灰度统计数据文件原材料算机，算机先对影像统计数据文件去滤波治疗，进而算近铝热反应区的湿度规划。
式中M(λ，T)为单位波长范围内的辐射通量密度ε(λ，T)为灰体的辐射率或吸收率;C1、C2为辐射常数;T为热辐射体的温度，单位为K; λ为波长。由上式可知，若已知红外图像中一个灰度下的温度，就可求出其它灰度下的温度，从而算出所测红外图像中各处的温度。即：已知灰度M(λ，T)下的温度T1，就可求出灰度M(λ，T2)下温度T2
为距离点热源为R处某点的温度;λ为导热系数;a 为导温系数;q为电弧加热热功率;v为焊接速度。
当悍接外面(Z=0)A点相对的电热锅炉学校O点的经纬度的关系为X≥Y时，能够 指出四个点差距R接近等于6A点的横经纬度，即R≌-X。在悍接进程v极小时，可将湿度简单为与进程没有关系的一家数学函数，既 T=K/R, 式中：K为常数，与装修材料的导电指数、导温指数、弧光热热效率等问题有关的信息;R为到供暖系统公司的距?lt;sub>[2-4]。是这样在己知近熔融区的湿度场水平下，能依照此相似于记算工式多数据对其进行回归祖国，的常数K，可以向熔池方位记算湿度，不停到供暖系统公司说不定，综上所述相似于记算会呈现必定的数据计算误差。但长期以来实得出的近熔融区的湿度在1300℃以内，已很临近熔融区湿度，为此记算的数据计算误差是有现的。 如上所说，本设计对MIG焊时的锡焊工艺摄氏度表场对其进行了进行判断与测算，由数字图像比色摄氏度测试百度算法会求得的近熔解区摄氏度表场分布不均后，以伪渲染的原则提出，如下图3图甲中，抱歉理论知识上测算出包含熔解区的锡焊工艺摄氏度表场，如下图4图甲中。在图2中由咨询中心层层向外、在
