一种用于高能束流复合焊接热循环测试的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于自动控制技术领域，提供了一种用于高能束流复合焊接热循环测试的装置，由热电偶传感器、信号放大与滤波电路、模数转换器、PC机、电源模块连接构成；基于USB总线，具有较高的传输速率，可完全满足采集要求，体积小、具有即插即用、使用方便易携带的优势，适用于各种工况的现场测量；该装置的操作界面简洁美观、易于操作，并能实时显示采集过程动态曲线，采集完毕还可将数据保存为文本文件以便于分析，结果准确，工作效率与可靠性较高，扩展性和移植性佳，数据采集与处理自动化程度高；记录结果准确，操作简单，界面友好，使用携带方便，能够很好地得到焊热循环曲线，具有较强的推广与应用价值。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于自动控制
，尤其涉及一种用于高能束流复合焊接热循环测试的装置。
技术介绍
高能束流复合焊具有能量密度大和焊接速度快等特点，加之铝合金传热速度快，使得零件成形精度受到极大影响，准确测定瞬态温度场是控制变形的前提与基础。目前开发的焊接热循环测试技术多针对热扩散系数小金属材料的慢速TIG、MIG焊工艺，而且测试硬件与软件系统分离，不能很好地集成一体，给数据的实时动态采集、显示和后处理造成了困难，难以形成商品化产品。
技术实现思路
本技术提供了一种用于高能束流复合焊接热循环测试的装置，旨在解决目前开发的焊接热循环测试技术多针对热扩散系数小金属材料的慢速TIG、MIG焊工艺，而且测试硬件与软件系统分离，不能很好地集成一体，给数据的实时动态采集、显示和后处理造成了困难，难以形成商品化产品的问题。本技术的目的在于提供所述装置包括安装在被测试工件上，用于将工件的温度变化信号转换为模拟电压信号，并对所述模拟电压信号进行输出的热电偶传感器；与所述热电偶传感器相连接，用于接收所述热电偶传感器输出的模拟电压信号，对所述模拟电压信号进行放大与滤波处理，并对放大与滤波处理后的模拟电压信号进行输出的信号放大与滤波电路；与所述信号放大与滤波电路相连接，用于接收所述信号放大与滤波电路输出的模拟电压信号，将所述模拟电压信号转换为数字电压信号，并对所述数字电压信号进行输出的模数转换器；与所述模数转换器相连接，用于接收所述模数转换器输出的数字电压信号，并通过对所述数字电压信号的分析与处理测定工件焊接过程中的热循环曲线的PC机；与所述信号放大与滤波电路及PC机相连接，用于为所述信号放大与滤波电路及PC机提供电能供应的电源模块。进一步，所述热电偶传感器的工作端固定在工件上，所述热电偶传感器的冷端与所述信号放大与滤波电路相连接。进一步，所述热电偶传感器采用K型NiCr-NiSi热电偶。进一步，所述模数转换器通过USB接口与所述PC机相连接。进一步，所述信号放大与滤波电路采用型号为K-803B的8路热电偶调理板，所述型号为K-803B的8路热电偶调理板上设置有7路小信号调理电路、I路冷端补偿电路或I路小信号调理电路。进一步，所述模数转换器安装在型号为USB2010的数据采集卡上，所述数据采集卡上设置有32路单端或16路双端的模拟输入通道、16路开关量输入通道、16路开关量通道、三组定时/计数器。进一步，所述用于高能束流复合焊接热循环测试的装置还与主控制系统相连接；所述主控制系统进一步包括采样通道选定模块、采集频率设置模块、采集函数启动模块、信号数据存储模块、热循环曲线生成模块；所述采样通道选定模块及采集频率设置模块分别与所述采集函数启动模块相连接，所述采集函数启动模块分别与所述信号数据存储模块及热循环曲线生成模块相连接。本技术提供的用于高能束流复合焊接热循环测试的装置，基于USB总线，具有较高的传输速率，可完全满足采集要求，体积小、具有即插即用、使用方便易携带的优势，适用于各种工况的现场测量；该装置的操作界面简洁美观、易于操作，并能实时显示采集过程动态曲线，采集完毕还可将数据保存为文本文件以便于分析，结果准确，工作效率与可靠 性较高，扩展性和移植性佳，数据采集与处理自动化程度高；K803-B型热电偶信号调理板采用差动方式输入信号，加上高性能有源滤波，使得系统较强的抗干扰能力，且调理板价格便宜，配合廉价的K型热电偶传感器使用，降低了测试成本；记录结果准确，操作简单，界面友好，使用携带方便，能够很好地得到焊热循环曲线，可用于其它金属材料的焊接热过程记录，或者运用于铸造凝固温度的实时检测，应用广泛，成本低廉，在热加工过程的实时监控上有着良好的应用前景，具有较强的推广与应用价值。附图说明图I是本技术实施例提供的用于高能束流复合焊接热循环测试的装置的结构框图；图2是本技术实施例提供的主控系统的结构框图；图3是本技术实施例提供的铝合金5052-H34的TIG焊热循环曲线示意图。图中11、热电偶传感器；12、信号放大与滤波电路；13、模数转换器；14、PC机；15、电源模块；21、采样通道选定模块；22、采集频率设置模块；23、采集函数启动模块；24、信号数据存储模块；25、热循环曲线生成模块。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定专利技术。图I示出了本技术实施例提供的用于高能束流复合焊接热循环测试的装置的结构。为了便于说明，仅示出了与本技术相关的部分。该装置包括热电偶传感器11，安装在被测试工件上，用于将工件的温度变化信号转换为模拟电压信号，并对模拟电压信号进行输出；信号放大与滤波电路12，与热电偶传感器11相连接，用于接收热电偶传感器11输出的模拟电压信号，对模拟电压信号进行放大与滤波处理，并对放大与滤波处理后的模拟电压信号进行输出；模数转换器13，与信号放大与滤波电路12相连接，用于接收信号放大与滤波电路12输出的模拟电压信号，将模拟电压信号转换为数字电压信号，并对数字电压信号进行输出；PC机14，与模数转换器13相连接，用于接收模数转换器13输出的数字电压信号，并通过对数字电压信号的分析与处理测定工件焊接过程中的热循环曲线；电源模块15,与信号放大与滤波电路12及PC机14相连接,用于为信号放大与滤波电路12及PC机14提供电能供应。在本技术实施例中，热电偶传感器11的工作端固定在工件上，热电偶传感器11的冷端与信号放大与滤波电路12相连接；热电偶传感器11在被测试工件上的安装方式为在工件上钻直径4mm的小孔，然 后将热电偶传感器11的工作端放入到小孔中，并用质地更软的铝焊丝填充实，被测试工件上可设置三个采样点，三个采样点距被测试工件坡口边缘的距离依次为10. 0mm、15. 0mm、20. Omm0在本技术实施例中，热电偶传感器11采用K型NiCr-NiSi热电偶，K型NiCr-NiSi热电偶的测温范围为O 1200°C。在本技术实施例中，模数转换器13通过USB接口与PC机14相连接。在本技术实施例中，信号放大与滤波电路12采用型号为K-803B的8路热电偶调理板，型号为K-803B的8路热电偶调理板上设置有7路小信号调理电路、I路冷端补偿电路或I路小信号调理电路可选。在本技术实施例中，每路小信号调理电路均采用差动输入方式，默认放大倍数为100倍；冷端补偿电路采用AD590测量环境温度，AD590为随温度变化的恒流源，每上升1°C，电流增加ΙμΑ。在本技术实施例中，模数转换器13安装在型号为USB2010的数据采集卡上，数据采集卡上设置有32路单端或16路双端的模拟输入通道、16路开关量输入通道、16路开关量通道、三组定时/计数器。在本技术实施例中，模数转换器13的输入信号范围为±5V、±10V、0 10V。在本技术实施例中，该用于高能束流复合焊接热循环测试的装置还与主控制系统相连接；主控制系统包括采样通道选定模块21、采集频率设置模块22、采集函数启动模块23、信号数据存储模块24、热循环曲线生成模块25 ；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高能束流复合焊接热循环测试的装置，其特征在于，所述装置包括：安装在被测试工件上，用于将工件的温度变化信号转换为模拟电压信号，并对所述模拟电压信号进行输出的热电偶传感器；与所述热电偶传感器相连接，用于接收所述热电偶传感器输出的模拟电压信号，对所述模拟电压信号进行放大与滤波处理，并对放大与滤波处理后的模拟电压信号进行输出的信号放大与滤波电路；与所述信号放大与滤波电路相连接，用于接收所述信号放大与滤波电路输出的模拟电压信号，将所述模拟电压信号转换为数字电压信号，并对所述数字电压信号进行输出的模数转换器；与所述模数转换器相连接，用于接收所述模数转换器输出的数字电压信号，并通过对所述数字电压信号的分析与处理测定工件焊接过程中的热循环曲线的PC机；与所述信号放大与滤波电路及PC机相连接，用于为所述信号放大与滤波电路及PC机提供电能供应的电源模块。

【技术特征摘要】
1.一种用于高能束流复合焊接热循环测试的装置，其特征在于，所述装置包括 安装在被测试エ件上，用于将エ件的温度变化信号转换为模拟电压信号，并对所述模拟电压信号进行输出的热电偶传感器； 与所述热电偶传感器相连接，用于接收所述热电偶传感器输出的模拟电压信号，对所述模拟电压信号进行放大与滤波处理，并对放大与滤波处理后的模拟电压信号进行输出的信号放大与滤波电路； 与所述信号放大与滤波电路相连接，用于接收所述信号放大与滤波电路输出的模拟电压信号，将所述模拟电压信号转换为数字电压信号，并对所述数字电压信号进行输出的模数转换器； 与所述模数转换器相连接，用于接收所述模数转换器输出的数字电压信号，并通过对所述数字电压信号的分析与处理测定エ件焊接过程中的热循环曲线的PC机； 与所述信号放大与滤波电路及PC机相连接，用于为所述信号放大与滤波电路及PC机提供电能供应的电源模块。2.如权利要求I所述的装置，其特征在于，所述热电偶传感器的工作端固定在エ件上，所述热电偶传感器的冷端与所述信号放大与滤波电路相连接。3.如权利要求2所述的装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫华，吴圣川，彭漩，缪炳荣，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：实用新型
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