權(quán)利要求書： 

1.一種基于紅外熱像儀的焊接預(yù)熱溫度與層間溫度監(jiān)測裝置，其特征在于帶有無線傳輸數(shù)據(jù)功能的紅外熱像儀（1）固定于豎直平面角度調(diào)整裝置（9）上，進而實現(xiàn)紅外熱像儀（1）平面角度的調(diào)整；活動卡具（10）與豎直平面角度調(diào)整裝置（9）通過轉(zhuǎn)動銷相連，同時活動卡具（10）通過轉(zhuǎn)動銷與第一支臂（2）相連，進而可以實現(xiàn)活動卡具（10）的小范圍的平面調(diào)節(jié)；第一支臂（2）通過轉(zhuǎn)動銷軸與第二支臂（3）相連，進而實現(xiàn)第一支臂（2）的上下移動；第二支臂（3）與第三支臂（4）通過轉(zhuǎn)動銷軸相連，進而實現(xiàn)第二支臂（3）的上下移動；第三支臂（4）與水平平面角度調(diào)整裝置（12）相連，進而實現(xiàn)第三支臂（4）的固定與平面角度調(diào)整旋轉(zhuǎn)；水平平面角度調(diào)整裝置（12）與支撐桿（5）相連，支撐桿（5）固定在底板（7）上；通過上述結(jié)構(gòu)進而實現(xiàn)紅外熱像儀（1）測量區(qū)域的調(diào)整。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紅外熱像儀的焊接預(yù)熱溫度與層間溫度監(jiān)測裝置，其特征在于固定軸（6）與限位環(huán)（11）固定在底板（7）上，滾動齒輪（8）固定在固定軸（6）上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紅外熱像儀的焊接預(yù)熱溫度與層間溫度監(jiān)測裝置，其特征在于柔性軌道（13）通過磁吸夾具（14）相連，并由磁力控制器（15）控制磁力產(chǎn)生與退磁。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紅外熱像儀的焊接預(yù)熱溫度與層間溫度監(jiān)測裝置，其特征在于柔性軌道（13）、磁吸夾具（14）以及滾動齒輪（8）相結(jié)合，來實現(xiàn)紅外熱像儀（1）的移動，從而進行沿軌道焊接區(qū)域的溫度測量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紅外熱像儀的焊接預(yù)熱溫度與層間溫度監(jiān)測裝置，其特征在于具有無線傳輸數(shù)據(jù)功能的紅外熱像儀（1）可以將測溫數(shù)據(jù)實時同步于計算機中，通過專用軟件進行焊接預(yù)熱與焊接溫度的實時監(jiān)測。

說明書： 一種基于紅外熱像儀的焊接預(yù)熱溫度與層間溫度監(jiān)測裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本實用新型涉及一種焊接預(yù)熱溫度與層間溫度的監(jiān)測方法與裝置，尤其適用于冷裂紋傾向較大的高強鋼、以及表面存在曲率的構(gòu)件在焊接過程中非接觸、可視化、實時的焊接預(yù)熱與層間溫度監(jiān)測。背景技術(shù)[0002] 對于低合金高強鋼，當(dāng)材料壁厚超過一定厚度或屈服強度超過600MPa時，由于材料自身特性，材料的冷裂紋傾向較大，冷裂紋的產(chǎn)生會對焊接件的結(jié)構(gòu)安全造成影響。為了避免產(chǎn)生冷裂紋，一般在焊前對坡口兩側(cè)各75?100mm的范圍內(nèi)進行預(yù)熱，同時控制焊接層間溫度，防止因焊接接頭冷卻速度過快進而產(chǎn)生冷裂紋。[0003] 目前，焊接預(yù)熱溫度與層間溫度的測量方法主要為接觸式的熱電偶測溫法與非接觸式的紅外測溫法兩種。在高強鋼的焊接過程中，由于高強鋼表面禁止鉆孔，無法采用鉆孔后埋入熱電偶的方式進行測溫，僅能使用表面接觸式熱電偶進行測量，同時在測量表面存在曲率的構(gòu)件時，即使采用磁吸式熱電偶，表面貼合效果也較差，導(dǎo)致測溫效果不佳。大型構(gòu)件焊前預(yù)熱時，由于預(yù)熱范圍較大，部分區(qū)域溫度可能不滿足焊接工藝要求。采用熱電偶測溫法進行溫度監(jiān)測的過程中，需要布置大量熱電偶，且位于焊道的熱電偶，需要在焊接前進行拆除，影響焊接人員操作效率。而紅外測溫法通過材料的輻射能量來表征材料的能量狀態(tài)，不受表面曲率的影響，但傳統(tǒng)的紅外測溫槍僅能對點狀區(qū)域的溫度進行，而使用紅外熱像儀可以對大范圍的焊接區(qū)域進行實時、可視化的溫度監(jiān)測，從而及時發(fā)現(xiàn)溫度異常區(qū)域。因此，提供一種可以大范圍、可視化、實時的焊接溫度在線監(jiān)測裝置對于高強鋼實施精細(xì)化焊接質(zhì)量保證具有重要的工程價值。

實用新型內(nèi)容

[0004] 本實用新型提出了一種適用于焊前預(yù)熱與層間溫度的可視化、實時在線監(jiān)測系統(tǒng)，旨在解決目前大型高強鋼構(gòu)件在焊接預(yù)熱與層間溫度監(jiān)測過程中無法進行大范圍、可視化的實時溫度監(jiān)測難題。[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供如下技術(shù)方案：一種基于紅外熱像儀的焊接預(yù)熱溫度與層間溫度監(jiān)測裝置，由測溫模塊、機械模塊、運動模塊與柔性軌道模塊組成。其中測溫模塊由內(nèi)嵌無線傳輸裝置與運動軌跡記錄裝置的紅外熱像儀組成，可以將所測量數(shù)據(jù)無限傳輸至計算機，通過專用軟件可以處理紅外熱像儀所拍攝視場的溫度結(jié)果，對特定區(qū)域以及大范圍的焊接過程進行溫度監(jiān)測。[0006] 機械模塊由活動卡具、多軸支架、平面角度調(diào)節(jié)裝置以及支架固定裝置組成，紅外熱像儀通過平面角度調(diào)節(jié)裝置、活動卡具與多軸支架相連，進而調(diào)整紅外熱像儀的測量區(qū)域。運動模塊由固定在機械模塊的限位環(huán)、固定軸與滾動齒輪組成。[0007] 柔性軌道模塊由柔性軌道以及磁吸夾具組成。滾動齒輪與外接電動機相連，可以結(jié)合實際焊接速度調(diào)整裝置整體的運動速度，從而對即將施焊區(qū)域的預(yù)熱溫度與層間溫度進行實時監(jiān)測。[0008] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所達到的有益效果是：[0009] 1.本實用新型通過多軸支架與平面角度調(diào)節(jié)裝置可以對紅外熱像儀的位置進行調(diào)整，進而改變紅外熱像儀測量區(qū)域。[0010] 2.通過滾動齒輪、外接電動機與柔性軌道可以使測溫裝置沿軌道路徑進行溫度測量，進而實現(xiàn)對即將施焊區(qū)域的預(yù)熱溫度與層間溫度的監(jiān)測，同時結(jié)合紅外熱像儀的運動軌跡記錄模塊，實現(xiàn)測量位置與溫度數(shù)據(jù)的對應(yīng)。[0011] 3.測量區(qū)域的位置與溫度數(shù)據(jù)通過無線傳輸裝置記錄在電腦中，通過專用軟件可以讀取任意運動位置所測量視場中各位置的溫度數(shù)據(jù)，對焊接生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制數(shù)字化以及可追溯性提供了手段與依據(jù)。附圖說明[0012] 圖1是本實用新型測溫裝置測溫模塊、機械模塊與運動模塊的整體結(jié)構(gòu)正視圖。[0013] 圖2是本實用新型測溫裝置測溫模塊、機械模塊與運動模塊的整體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。[0014] 圖3是本實用新型測溫裝置測溫模塊、機械模塊與運動模塊的整體結(jié)構(gòu)斜視圖。[0015] 圖4是本實用新型測溫裝置柔性軌道模塊的整體結(jié)構(gòu)示意圖。[0016] 圖5為本實用新型測溫裝置所測量焊件的整體溫度云圖以及手動添加的溫度監(jiān)測線的位置以及該監(jiān)測線上的溫度測量特征結(jié)果示意圖。[0017] 圖6為本實用新型測溫裝置沿圖5中監(jiān)測線所測得的溫度結(jié)果。[0018] 圖7為本實用新型測溫裝置所測量焊件的整體溫度云圖以及在手動添加的矩形溫度監(jiān)測區(qū)域的位置與該區(qū)域的溫度測量特征結(jié)果示意圖。[0019] 圖中標(biāo)記說明：1?紅外熱像儀、2?支臂、3?支臂、4?支臂、5?支撐桿、6?固定軸、7?底板、8?滾動齒輪、9?平面角度調(diào)整裝置、10?活動卡具、11?限位環(huán)、12?平面角度調(diào)整裝置、13?柔性軌道、14?磁吸夾具、15?磁力控制器。

具體實施方式[0020] 下面結(jié)合附圖對本實用新型的附圖，對本實用新型的技術(shù)方案具體實施過程做詳細(xì)說明：[0021] 如圖1至圖7所示，本實用新型中一種基于紅外熱像儀的焊接預(yù)熱溫度與層間溫度監(jiān)測裝置主要由測溫模塊、機械模塊、運動模塊以及柔性軌道模塊組成。[0022] 測溫模塊由具有運動軌跡記錄模塊與無線傳輸數(shù)據(jù)功能的紅外熱像儀1組成。[0023] 機械模塊由第一支臂2、第二支臂3、第三支臂4、支撐桿5、豎直平面角度調(diào)整裝置9、12與活動卡具10組成，其中紅外熱像儀1與豎直平面角度調(diào)整裝置9相連，可以使紅外熱像儀1實現(xiàn)角度的變換；活動卡具10與豎直平面角度調(diào)整裝置9相連；活動卡具10通過轉(zhuǎn)動銷與第一支臂2相連，進而可以實現(xiàn)活動卡具10的小范圍平面調(diào)節(jié)；第一支臂2通過轉(zhuǎn)動銷軸與第二支臂3相連，進而實現(xiàn)第一支臂2的上下移動；第二支臂3與第三支臂4通過轉(zhuǎn)動銷軸相連，進而實現(xiàn)第二支臂3的上下移動；第三支臂4與水平平面角度調(diào)整裝置12相連，進而實現(xiàn)第三支臂4的固定與平面旋轉(zhuǎn)；水平平面角度調(diào)整裝置12與支撐桿5相連。支撐桿5與底板7相連。

[0024] 運動模塊由固定軸6、限位環(huán)11、滾動齒輪8組成，滾動齒輪可以通過外接電動機實現(xiàn)滾動。[0025] 柔性軌道模塊由柔性軌道13、磁吸夾具14以及磁力控制器15組成，軌道可以根據(jù)測量范圍進行延長。[0026] 實施例一：當(dāng)測量固定焊接區(qū)域的預(yù)熱溫度與層間溫度時，僅需要測溫模塊、機械模塊以及磁吸夾具，底板7固定在磁吸夾具14上，通過調(diào)整豎直平面角度調(diào)整裝置9、第一支臂2、第二支臂3以及水平平面角度調(diào)整裝置12，使紅外熱像儀1的測量視場包含測量區(qū)域，進而在預(yù)熱與焊接過程中對測量區(qū)域的溫度進行同步記錄，同時借助專用軟件對特定位置與區(qū)域進行溫度監(jiān)測。自選監(jiān)測線上的溫度結(jié)果如圖5與圖6所示，自選監(jiān)測面上的溫度結(jié)果如圖7所示，同時還可以將低于或高于預(yù)熱與層間溫度時的色階設(shè)定為特定顏色，進而通過可視化的測試結(jié)果對溫度異常的區(qū)域快速進行區(qū)分。[0027] 實施例二：當(dāng)測量大范圍焊接區(qū)域的預(yù)熱溫度與層間溫度時，需要使用測溫模塊、機械模塊、運動模塊與柔性軌道模塊，滾動齒輪8與柔性軌道13相連并通過磁吸夾具14固定，通過調(diào)整豎直平面角度調(diào)整裝置9、第一支臂2、第二支臂3以及水平平面角度調(diào)整裝置12，使紅外熱像儀1的測量視場包含測量區(qū)域，在測溫前將測溫裝置沿柔性軌道13進行空走，通過紅外熱像儀1中的運動軌跡記錄模塊形成測溫區(qū)域的實際軌跡記錄，隨后返回原點，將外接電動機的運動速度調(diào)整至與焊接速度同步，進而實現(xiàn)測溫位置與測溫結(jié)果的同步監(jiān)測與記錄。