一种用热电偶测量激光加工工件温度的方法技术

本发明专利技术公开了一种用热电偶测量激光加工工件温度的方法，具体包含以下步骤：(1)采用接触式热电偶对激光加工工件的待测点进行温度测量，一定光斑直径的激光照射到工件表面引起工件温度的变化；(2)将热电偶两根电极丝焊接于光斑直径外边缘，根据热电偶的热电效应会将工件温度变化的信号转换成电势信号；(3)由测量信号的仪表显示工件待测点的温度。本发明专利技术采用该方法对激光加工工件进行温度的测量，具有结构简单，直接与被测对象接触，测量过程不受被测对象表面状态或测量介质物性参数的影响，测温精度较高；采用热电偶为人工热电偶，热电偶热端布置在零件表面或内部，能够克服非接触式测温方法受中间介质影响较大的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热电偶测温
，具体涉及一种用热电偶测量激光加工工件温度的方法。
技术介绍
人工热电偶测量温度的基本原理是是基于热电效应，将符合条件的两种不同的导体或半导体A和B的任意一端焊接在一起就构成了热电偶。组成热电偶的导体或半导体称为热电极，被焊接的一端插入测温场所，称为热端，另一端称冷端。当两端温度不同时就会有热电势产生，它是测量温度的感温元件，将温度信号转换为电信号再由仪表显示出来。激光被广泛应用于金属的加工领域。当激光束照射到工件表面的瞬间产生极高的温度区，该区的温度分布是制定激光加工工艺的主要依据。但是该温度场变化极快，又受诸多因素的影响，是影响制造质量和加工效率的主要因素。准确测量激光制造过程的热循环，对与制造机理、力学分析、显微组织分析以及最终的制造质量控制具有重要意义。目前，对于激光加工工件温度的测量采用的方法主要采用红外测温、红外成像等非接触方式测量方法、红外测温、红外成像等方法，非接触式测温方法不需要与被测对象接触，但是测温过程受中间介质和外界环境影响较大，并且温度测量不准确，有较大误差。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种能够简单、比较准确、实时地测量激光加工工件温度的测量方法，能够克服采用非接触式方法测温受中间介质影响大，温度测量不准确的问题。一种用热电偶测量激光加工工件温度的方法，具体包含以下步骤：(1)采用接触式热电偶对激光加工工件的待测点进行温度测量，一定光斑直径的激光照射到工件表面引起工件温度的变化；(2)将热电偶两根电极丝焊接于光斑直径外边缘，根据热电偶的热电效应会将工件温度变化的信号转换成电势信号；(3)由测量信号的仪表显示工件待测点的温度。所述的待测点可以是激光加工工件加工区外边缘位置。所述热电偶的接触式测温热端可以布置在工件表面或工件内部。优选的，所述的热电偶为等效人工热电偶。优选的，所述的热电偶为自然热电偶、人工热电偶、半人工热电偶和薄膜热电偶中的任意一种。由于采用了以上技术方案，本专利技术具有以下有益效果：(1)采用该方法对激光加工工件进行温度的测量，具有结构简单，直接与被测对象接触，测量过程不受被测对象表面状态或测量介质物性参数的影响，测温精度较高；(2)测量待测点激光光斑直径外边缘位置或激光加工工件加工区外边缘位置，实现实时测量待测点的温度；(3)采用热电偶为人工热电偶，热电偶热端布置在零件表面或内部，能够克服非接触式测温方法受中间介质影响较大的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术，下面将结合附图对实施例作简单的介绍。图1为实施例中用热电偶测量激光加工工件温度的方法示意图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例1参看图1，一种用热电偶测量激光加工工件温度的方法，具体包含以下步骤：(1)采用接触式热电偶3对激光加工工件2的待测点进行温度测量，一定光斑直径的激光照射到工件2表面引起工件温度的变化；(2)将热电偶3两根电极丝焊接于光斑直径外边缘，根据热电偶3的热电效应会将工件温度变化的信号转换成电势信号；(3)由测量信号的仪表4显示工件待测点的温度。所述的待测点可以是激光加工工件加工区外边缘位置。所述热电偶3的接触式测温热端可以布置在工件表面或工件内部。优选的，所述的热电偶3为等效人工热电偶。优选的，所述的热电偶3为自然热电偶、人工热电偶、半人工热电偶和薄膜热电偶中的任意一种。实施例2参看图1，下面结合附图对本实施方式作进一步阐述，本实施方式所述用热电偶测量激光加工工件温度的方法，它基于热电偶的热电效应，测温过程中热电偶3与测量仪表4形成的测温回路，他将热电偶3的接触式测温热端（工作端）焊接于待测点激光光斑直径外边缘或激光加工工件2加工区外边缘，由激光头1发射一定直径的激光束照射到工件2表面，热电偶3会将激光引起工件2温度变化的信号转换成电势信号，根据热电偶3冷端的电势计算获得热电偶所测量的温度。在温度测控系统中，非接触式测温通常采用红外测温方法，主要是利用物体的辐射能量随其温度而变化而制成的，测温时，温度计光学接收系统对准被测物体而不必与其接触，因此无法测得物体的实际温度。同时，由于红外测温过程易受零部件表面状态的影响，所测量到的温度数值与表面红外线的放射功率之间存在着一定的非线性关系，不同的金属材料其红外放射功率是不相同的，在进行激光加工的前序过程中不同的预处理方式也会导致相同材质工件的红外放射功率不尽相同，由红外测温原理可知，辐射测量表面温度与为表面发射率密切相关，这样就导致测得的温度有很大偏差。因此，为了测量激光加工工件的准确温度，保证测量精度，就需要采用热电偶3对其进行测量，热电偶热、冷端的温差所产生的热电势经测量仪表精确计算获得测量端温度。此外，在激光加工过程中，测量工件2内部温度变化时需要在工件2上打孔，在孔中放置接触式测温元件，对工件内部温度数据进行测量。如图1所示，激光头1发出激光照射到工件2上，对工件2进行一定要求的加工，热电偶热端3对工件温度进行测量，在测量过程中需要注意禁止将待测点选在激光光斑直径范围内，防止激光加载区域的高温烧灼测温元件，造成热电偶3的损坏，待测点位置选在距工件2加工区外边缘3mm左右为宜。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本专利技术各实施例技术方案的精神和范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用热电偶测量激光加工工件温度的方法，具体包含以下步骤：采用接触式热电偶对激光加工工件的待测点进行温度测量，一定光斑直径的激光照射到工件表面引起工件温度的变化；其特征在于：(2)将热电偶两根电极丝焊接于光斑直径外边缘，根据热电偶的热电效应会将工件温度变化的信号转换成电势信号；(3)由测量信号的仪表显示工件待测点的温度。

【技术特征摘要】
1.一种用热电偶测量激光加工工件温度的方法，具体包含以下步骤：
采用接触式热电偶对激光加工工件的待测点进行温度测量，一定光斑直径的激光照射到工件表面引起工件温度的变化；
其特征在于：
(2)将热电偶两根电极丝焊接于光斑直径外边缘，根据热电偶的热电效应会将工件温度变化的信号转换成电势信号；
(3)由测量信号的仪表显示工件待测点的温度。
2.根据权利要求1所述的一种用热电偶测量激光加工工件温度的方法，其特征在于所述的待测点可以...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志波，张振，明平美，翟艳，曹伟，刘爱菊，杨瑞云，刘石安，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41