一种电阻钎焊焊接温度的高速采集装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电阻钎焊焊接温度的高速采集装置及测试方法，其中装置包括检测电阻钎焊接头的焊接温度数据的多个热电偶；接收所述热电偶检测到的温度信息将模拟信号转换成数字信号将数据信息以串口形式输出的处理单元；接收所述处理单元传送的数据信息将电阻钎焊接头的焊接温度以曲线形式显示的上位机。该装置和方法能很好适应电阻钎焊加热时间短、温度变化快的特点，配合多通道同时采集，可以很方便地对实现焊接区不同位置温度变化过程的实时观察和完整记录，为合理焊接工艺的制定提供可靠依据。本发明专利技术的高速温度采集装置和测量方法同样适用于变温速率较快以及带电测温场合的温度采集，应用前景广阔。

A high speed collection device and test method for resistance brazing welding temperature

The invention discloses a high-speed acquisition device and a method for testing the resistance brazing welding temperature, wherein the device comprises a plurality of thermocouple detection resistance brazing welding temperature data; receiving the temperature information detected by the thermocouple converts the analog signal to digital signal processing unit data information to the form of serial output; receiving the the data processing unit to transmit information to the welding PC temperature to show the resistance of brazed joints. The apparatus and method can well adapt to the characteristics of resistance brazing of short heating time, temperature changes quickly, with multi-channel simultaneous acquisition, real-time observation and record can be easily welded in different position to realize the temperature change process, provide a reliable basis for making reasonable welding process. The high speed temperature acquisition device and measurement method of the invention are also applicable to the rapid temperature change rate and the temperature collection in the electrified temperature measuring situation, and the application prospect is broad.

【技术实现步骤摘要】
一种电阻钎焊焊接温度的高速采集装置及测试方法
本专利技术涉及大功率电机定子制造领域，尤其涉及一种电阻钎焊焊接温度的高速采集装置及测试方法。
技术介绍
应用于轨道车辆的大功率牵引电机在运行过程中常常出现三相绕组引线断裂故障，故障电机返厂解体后发现电机定子上电磁引线断裂位置位于引线与导电环焊接接头的根部。该处的接头通过电阻钎焊技术实现连接，钎焊的焊接热循环过程对引线母材的组织和性能造成影响，最主要的问题就是引起母材晶粒长大以及力学性能下降。其中对母材组织和性能影响最大的因素是焊接过程所经历的最高温度。在填充材料和钎焊方法选定的情况下，研究制定合理的焊接工艺，尽量降低焊接温度和缩短高温停留时间以减少焊接热循环对母材的不利影响，是十分必要的。如果能够准确测定不同焊接工艺条件下的焊接温度，将为制定合理的焊接工艺提供直接依据，对于轨道车辆的安全运行意义重大。由于电阻钎焊的自身特点，过去一直难以准确测量焊接温度场和焊接热循环曲线，主要原因有三点：第一，电阻钎焊时钎料和工件夹持于两电极之间，通过电阻热加热焊接区，焊接区的温度无法用红外方式直接测量，一方面电阻热是由内部产热，红外仅能检测表面温度，纯铜的导热和散热极快，表面温度与内部温度差别较大；另一方面红外检测容易受周围环境影响，焊接时周围的电磁辐射以及空气流动等因素都影响检测结果的准确性。第二，同第一点相似，用接触式的双金属测温仪也是只能测量电极夹持部分以外的区域，无法直接测量焊接区的温度。第三，把热电偶预先埋于焊接区，通过热电偶测量焊接温度应该是很好的方式，但电阻钎焊的加热过程非常短，几秒钟之内(甚至可以更短)即可完成焊接，目前商用测温仪表几乎全部是每秒钟采样一次，采样速率太慢，难以捕捉到精确的温度变化过程。此外，电阻钎焊的焊接过程中，工件带电，虽然电压不高，但焊接电流非常大(几千～数万安培)，一方面对热电偶的电位差信号产生影响，另一方面，如果焊接电流流入控温仪表形成回路，必然烧毁。通常采用铠装热电偶可以解决带电测试问题，但铠装偶由于有铠装和绝缘层，响应时间变长，同样难以精确捕捉温度变化。目前，有部分的商用测温仪表使用电压隔离技术不至于烧表，但采样速率不够。因此开发一种既能带电测试、同时采集速率又高的温度采集装置，利用该装置就能准确测定电阻钎焊的焊接温度。
技术实现思路
根据现有技术存在的问题，本专利技术公开了一种电阻钎焊焊接温度的高速采集装置及测试方法，其中一种电阻钎焊焊接温度的高速采集装置包括：检测电阻钎焊接头的焊接温度数据的多个热电偶；接收所述热电偶检测到的温度信息将模拟信号转换成数字信号将数据信息以串口形式输出的处理单元；接收所述处理单元传送的数据信息将电阻钎焊接头的焊接温度以曲线形式显示的上位机；所述处理单元包括电压转换器、AD转换器、核心CPU和USB/TTL转换器，所述电压转换器接收所述热电偶传送的温度数据信息将接收到的信息传送至AD转换器，所述AD转换器与核心CPU相连接，所述核心CPU与USB/TTL转换器相连接，所述USB/TTL转换器与上位机相连接。所述处理单元还包括隔离电源，所述隔离电源与所述核心CPU相连接。一种电阻钎焊焊接温度的高速采集装置的测试方法，包括以下步骤：S1、在导电环或电磁引线的待焊区开1.5mm深的凹槽，将直径1mm的K型热电偶放入槽中，用HL204钎料通过电阻钎焊方式将热电偶焊埋在槽中，然后表面打磨平整，用百洁布擦拭干净；S2、将预埋热电偶的导电环与引线按生产要求装配，将热电偶与电压转换器连接上，打开上位机中的运行软件，处于待机状态；S3、按生产工艺开始电阻钎焊，同时上位机中的软件开始温度采集；S4、步骤S3焊接结束后，通过上位机中的运行软件查看焊接热循环曲线，并保存试验数据。由于采用了上述技术方案，本专利技术提供的一种电阻钎焊焊接温度的高速采集装置及测试方法，具有如下优点：1、通过使用电压隔离技术和提高采集芯片的采样速率可以实现温度场的高速带电测量，可以实现多通道同时采集焊接区不同位置的焊接热循环曲线，不同位置的温度变化过程都可以实时观察和完整记录。2、采用K型热电偶作为温度传感器直接测量焊接区温度，其灵敏度、响应时间和分度范围都能适应电阻钎焊加热时间短，温度变化快的特点，相对于间接测量，准确性更高。3、用本专利技术的方法测得的焊接温度可以作为红外测温仪间接测温的校正依据。用本方法和红外间接测温方法同步采集，然后通过采集后的数据找出二者的数学关系，后续就可以通过红外测温仪实现方便的测温和控温。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的高速温度采集装置的结构原理图；图2为本专利技术的实施例1电磁引线与中性环的焊接结构图；图3为本专利技术的实施例1的电磁引线与中性环的焊接热循环曲线；图4为本专利技术的实施例2的电磁引线与回路环的焊接结构；图5为本专利技术的实施例2的电磁引线与回路环的焊接热循环曲线。具体实施方式为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面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的描述：如图1所示的一种电阻钎焊焊接温度的高速采集装置，包括：检测电阻钎焊接头的焊接温度数据的多个热电偶1；热电偶1将检测到的温度信息将模拟信号转换成数字信号将数据信息以串口形式输出的处理单元11。上位机13接收所述处理单元11传送的数据信息将电阻钎焊接头的焊接温度以曲线形式显示。其中上位机13通过软件实时显示温度曲线，并记录和保存温度曲线和数据。利用该装置通过预先焊埋热电偶1的方法直接测量电机定子电阻钎焊接头的焊接温度，高效、准确。该装置和测量方法同样适用于变温速率较快以及带电测温场合的温度采集，应用前景广阔。进一步的，处理单元11包括电压转换器2、AD转换器3、核心CPU4和USB/TTL转换器5，电压转换器2接收所述热电偶1传送的温度数据信息将接收到的信息传送至AD转换器3，AD转换器3与核心CPU4相连接，核心CPU4与USB/TTL转换器5相连接，USB/TTL转换器5与上位机13相连接。处理单元11从热电偶1高速获取温度信号，并转换成数字信号再传给上位机13。处理单元11外接220V工频交流电，电压隔离强度1500V；核心CPU4采样速率1000次/秒；USB/TTL转换器5把核心CPU4传过来的数据转成串行口数据格式，然后送上位机13；AD转换器3和电压转换器2把热电偶1的模拟信号转换成数字信号并传送给核心CPU4处理。所述处理单元11还包括隔离电源6，隔离电源6与所述核心CPU4相连接。一种电阻钎焊焊接温度的高速采集装置的测试方法，包括以下步骤：S1、在导电环或电磁引线的待焊区开1.5mm深的凹槽，将直径1mm的K型热电偶放入槽中，用HL204钎料通过电阻钎焊方式将热电偶(1)焊埋在槽中，然后表面打磨平整，用百洁布擦拭干净；S2、将预埋热电偶的导电环与引线按生产要求装配，将热电偶(1)与电压转换器(2)连接上，打开上位机(13)中的运行软件，处于待机状态；S3、按生产工艺开始电阻钎焊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电阻钎焊焊接温度的高速采集装置，其特征在于包括：检测电阻钎焊接头的焊接温度数据的多个热电偶(1)；接收所述热电偶(1)检测到的温度信息将模拟信号转换成数字信号将数据信息以串口形式输出的处理单元(11)；接收所述处理单元(11)传送的数据信息将电阻钎焊接头的焊接温度以曲线形式显示的上位机(13)；所述处理单元(11)包括电压转换器(2)、AD转换器(3)、核心CPU(4)和USB/TTL转换器(5)，所述电压转换器(2)接收所述热电偶(1)传送的温度数据信息将接收到的信息传送至AD转换器(3)，所述AD转换器(3)与核心CPU(4)相连接，所述核心CPU(4)与USB/TTL转换器(5)相连接，所述USB/TTL转换器(5)与上位机(13)相连接。

【技术特征摘要】
1.一种电阻钎焊焊接温度的高速采集装置，其特征在于包括：检测电阻钎焊接头的焊接温度数据的多个热电偶(1)；接收所述热电偶(1)检测到的温度信息将模拟信号转换成数字信号将数据信息以串口形式输出的处理单元(11)；接收所述处理单元(11)传送的数据信息将电阻钎焊接头的焊接温度以曲线形式显示的上位机(13)；所述处理单元(11)包括电压转换器(2)、AD转换器(3)、核心CPU(4)和USB/TTL转换器(5)，所述电压转换器(2)接收所述热电偶(1)传送的温度数据信息将接收到的信息传送至AD转换器(3)，所述AD转换器(3)与核心CPU(4)相连接，所述核心CPU(4)与USB/TTL转换器(5)相连接，所述USB/TTL转换器(5)与上位机(13)相连接。2.根据权利要求1所述的一种电阻钎焊焊接温度的高速采集装置，其特征还在于：所述处理单元(11)还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈春焕，刘鹏涛，邢立超，文思静，罗超，曹家熙，王长江，杨下沙，
申请(专利权)人：大连交通大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21