具有固定运动轨迹的高温物体表面温度实时跟踪测定方法技术

本发明专利技术属于冶金技术领域，涉及一种高温物体表面温度非接触式测量方法。其特征是温度测量采用定点循环测温模式或者实时跟踪测温模式，计算机求出高温物体表面待测目标点运动轨迹方程，将该运动轨迹方程输入计算机。从旋转台上拆下激光测距仪，装上双比色测温仪测温，将测得的目标点温度数据保存到计算机中。本发明专利技术实现了计算机对待测目标的寻找及实时跟踪过程的数字化控制，保证了测温设备可以检测到待测高温物体上的任何一点。在测温过程中能够灵活更换目标点，扩展了测温的范围，提高测温时定位的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金
，涉及一种高温物体表面温度的非接触式测量方 法，尤其涉及一种具有固定运动轨迹的高温物体表面温度的非接触式实时跟踪 测定方法。
技术介绍
表面温度测定在工程中有着广泛的应用，在生产过程中许多产品的成型过 程是通过在生产线上的一系列工艺过程完成的，在这种情况下产品经过了一个 特定的轨迹，例如连铸过程。连铸过程二次冷却对铸坯表面和内部质量均有重 要的影响，测试二冷区铸坯表面温度是评价二冷制度合理与否的主要手段之一。 二冷制度合理与否直接影响铸机的产量和铸坯质量。准确测量二冷段各冷却区 出口的铸坯表而温度是控制二次冷却的关键。通过测试不同拉速在稳定条件下 的铸坯表面温度，校验和完善二冷区铸坯凝固传热计算数学模型，并对板坯连 铸二冷配水制度进行改进和优化，使之满足高效连铸生产条件和改善铸坯质量 的需要。目前典型的表面测温方法主要是单点及多点测温。单点及多点测温方法 目前测温方法可以由一个或多个目标点上的测温仪器、信号放大器及信号处理、 显示输出等部分组成。该方法广泛应用于表面测温，这种方法可以测量高温物 体上某一点或有限的区域。其工作过程如下在某一个特定的生产条件下，将 高温物体上具有代表意义的某一点设为目标点，设计出测温仪器的位置，在空 间的这个确定位置上固定测温仪器，而后开始测温，将测温仪器得到的信号进4行一系列的处理，最终在计算机上显示出来。对于设备中每个单独的测温仪器 来说其测温的范围是有限。 以上方法存在的不足首先，现有的测温方法不能够实现对高温物体上某一点进行实时跟踪，当 高温物体上的一点由一个测温区到下一个测温区时，相邻两测温仪无法实现很 好的配合在目标位置的确定上会出现较大的偏差；其次，现有的测温方法不能够灵活的更换目标，当目标点设定后，现有方法只能测与之相对应的高温物体上的目标点；再次，现有测温方法使用的测温设备比较复杂，通常在一个生产过程的测温中需要多个测温仪器。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种使用一个测 显^C实现具有固定运动轨 迹的高温物体表面温度实时跟踪测定方法。本专利技术的技术方案包括以下步骤步骤l:准备激光源、非接触式测温仪、激光测距仪，双旋转台(上旋转台、 下旋转台)、单片机A和B等，将下旋转台的转子面固定在旋转台支架的下表面 上，保证下旋转台在水平面上转动；将上旋转台的定子面固定在旋转台支架的侧平面上，上旋转台在竖直面上转动。将激光源固定在上、下旋转台上，保证激光源与上、下旋转台没有相对运动。上旋转台的步进电机与单片机A相连，下旋转台的步进电机与单片机B相连，单片机A、单片iaB分别与计算机通讯接口相连。步骤2:温度测量采用定点循环测温模式或者实时跟踪测温模式 1)定点循环测温模式如果测定高温物体表面相对于旋转台原点具有固定 坐标的目标点的温度，则在旋转台上装上非接触式测温仪；将高温物体上目标点的坐标、 一个测温循环所需的时间、相邻两点测温间隔时间和所需测温次数 输入计算机，然后利用计算机控制上旋转台、下旋转台转动，对目标点进行测 温，将测得的目标点温度数据保存到计算机中。2)实时跟踪测温模式实时跟踪测温模式是在待测高温物体表面的目标点 相对于上、下旋转台原点具有固定运动轨迹时选用。首先在上旋转台的转子面 安装激光测距仪，利用计算机控制旋转台运动，观察激光斑，当激光斑指向目 标点所在运动轨迹上重要的一点时，设该点为跟踪测温的起点并由计算机记录 上、下旋转台转过的角度，用激光测距仪测得该角度对应的待测高温物体表面 上的点和上、下旋转台原点之间的距离。计算机继续控制上、下旋转台运动， 多次取点，将测得的角度数据、距离数据传输给计算机，求出高温物体表面待 测目标点运动轨迹方程。将待测高温物体的速度、测温持续的时间和相邻两次 测温间隔时间输入计算机。从旋上转台拆下激光测距仪，装上非接触式测温仪， 计算机再次控制上、下旋转台转动，观察激光斑，确定激光斑指向已设定的跟 踪测量起点时开始实时测温，将测得的目标点温度数据^^存到计算机中。本专利技术的效果和益处是采用双旋转台(上旋转台、下旋转台)、激光测距仪、 非接触式测温仪、单片机，实现了计算机对待测目标的寻找及实时跟踪过程的 数字化控制，保证了测温设备可以检测到待测高温物体上的任何一点。在测温 过程中能够灵活更换目标点，扩展了测温的范围，提高测温时定位的精度。 附图说明附图1是本专利技术的设备连接示意图。附图2是实时跟踪模式工作过程示意图。 附图3是定点循环测温模式工作示意图。 附图4是测温流程图。图中1具有固定运动轨迹的待测高温物体；2激光源；3非接触式测纟显仪； 4激光测距仪；5上旋转台；6单片机A; 7旋转台支架；8下旋转台； 9单片机B; IO计算机。 具体实施例方式以下结合技术方案和附图详细叙述本专利技术的具体实施例。 实施例1如图2、 4所示，在连铸生产现场进行铸锭表面相对于旋转台原点具有固定 坐标的目标点的温度测量，选择定点循环测温模式。将下旋转台8的定子平面 固定在铸坯中心所对的区域内，上旋转台5、下旋转台8转子回到初始位置，初 始位置采用限位开关标定。测温过程如下在上旋转台5转子平面上安装非接触式测温仪3，打开激光源2观察铸坯上 的激光斑，用计算机10通过与单片机A 6、单片机B 9相连的步进电机控制上 旋转台5和下旋转台8运动。当激光斑运动到需要测温的位置4 A)时(如 图2)，计算机将保存该组坐标。按照上述方法，让计算机10记录其他目标点^ ("2,62)、 4 ",&3)、 A "4,64)、 4 "5,&5)的坐标，直到将目标点坐标全 部记录下来。设定循环测温间隔为10min，相邻两点测温间隔时间为20s，循环 次数为20次。开始自动测温，上旋转台8、下旋转台5按照记录的坐标转动相 应的角度使非接触式测温仪3指向4点测量温度并记录;经过20s后上旋转台5、 下旋转台8运动相应的角度使非接触式测温仪3指向4点测量温度并记录，直 到测完所有的目标点。经过10min进行第二次测温，共进行20次测温。最后打 开计算机10保存的数据文件进行所需数据的读取。实施例2如图3、 4所示，在连铸生产现场进行铸锭表面相对于旋转台原点具有固定运动轨迹的目标点的温度测量，选择实时跟踪测温模式，测温过程如下在上旋转台5转子平面上安装激光测距仪4,打开激光源2观察铸坯上的激光斑，用计算机10通过与单片机A 6、单片机B 9相连的步进电机控制上旋转 台5和下旋转台8运动。当激光斑运动到铸坯表面中心线上4 (A，")时(如 图3)， 4为铸坯表面中心点由结晶器出来后经过的一点计算机将保存该组角度 坐标并测量该点距离上、下旋转台(5、 8)的原点的距离，并且设为跟踪测温 的起点。计算机继续控制上、下旋转台(5、 8)运动至少记录20个铸坯表面中 心点经过的点的角度坐标及相应的距离(且记录的点越多测量结果越精确，在 连铸机形状参数未知的情况下尽量多的记录点)其中5个集中在结晶器出口附 近，其他点均匀分布在铸坯上，计算铸坯表面中心点的轨迹方程，当;^"寸1 ="; 当^"时(x-x。)2+(y-y。)2=f ，其中(a，b)为铸坯上表面中心线在结晶器出口 处的直线与圆弧段的交点坐标、(x。 j。)为铸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有固定运动轨迹的高温物体表面温度实时跟踪测定方法，其特征在于包含以下步骤：　步骤１：准备激光源（２）、非接触式测温仪（３）、激光测距仪（４），上旋转台（５）、下旋转台（８）、单片机Ａ（６）和Ｂ（９）等，将下旋转台（８）的转子面固定在旋转台支架（７）的下表面上，保证下旋转台（８）在水平面上转动；将上旋转台（５）的定子面固定在旋转台支架（７）的侧平面上，上旋转台（５）在竖直面上转动；将激光源（２）固定在上旋转台（５）和下旋转台（８）上，保证激光源（２）与上旋转台（５）、下旋转台（８）没有相对运动；上旋转台（５）的步进电机与单片机Ａ（６）相连，下旋转台的步进电机与单片机Ｂ（９）相连，单片机Ａ（６）、单片机Ｂ（９）分别与计算机（１０）通讯接口相连；　步骤２：温度测量采用定点循环测温模式，如果测定高温物体（１）表面相对于旋转台原点具有固定坐标的目标点的温度，则在旋转台上装上非接触式测温仪（３）；将高温物体（１）上目标点的坐标、一个测温循环所需的时间、相邻两点测温间隔时间和所需测温次数输入计算机，然后利用计算机控制上旋转台（５）、下旋转台（８）转动，对目标点进行测温，将测得的目标点温度数据保存到计算机中。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚山，郝海，吴迪，唐光星，吴桂永，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]