基于单片机的焊接温度测量仪的设计.pdfVIP

Weldinz Technolo~x Vo1．37 No．3 Jun．2008 ·焊接设备与材料· 33 文章编号：1002—025X(2008)03-0033—03 ， 基 于单片机的焊接温度测量仪 的设计 武 一，韩力英，杨瑞霞，张存善 (河北工业大学 信息学院，天津 300130) 摘要：焊接温度是关系到焊接质量的关键参数之一，控制合适的焊接温度对保证焊接质量至关重要。焊接温度测量仪是利用凌阳单片 机对红外线传感器采集的数据进行处理和控制，通过采用先进的红外测温技术，替代传统的依靠人工观察和人工调节焊接温度的手 段．实现焊接温度的控制，保证焊接质量。 关键词：焊接温度；SPCE061A单片机；红外测温仪 中图分类号：TP368．1：TG409 文献标识码：A 传统的焊接过程中，焊接温度的控制是凭操作者 以称作红外测温。 人工观察和人工调节高频电源输出功率或焊接速度实 现的，如果输入的焊接热量不足，就会出现低温焊 2 红外测温仪的硬件设计方案 接，2个待焊边缘只能达到局部熔化，氧化物难以排 红外测温仪采用凌阳科技公司的SPCE061A单片 出焊缝，产生质量缺陷。如果焊接输入热量过大，会 机及LED键盘控制电路和红外测温传感器电路实现， 使焊缝边缘出现过多的熔化金属，在压力正常的情况 系统结构框图如图1所示。 下，由于熔化区过宽，也很难将氧化物排出焊缝。因 此，焊接质量受到诸多人为因素影响，其稳定性难以 保证。非接触式红外测温仪为焊接在线温度监控提供 了一种有效的技术手段。采用红外测温仪可以实现在 线焊接温度测量，并且可以进一步构成焊接温度自动 控制系统。 1 红外测温原理 红外测温是利用物体的热辐射特性与温度之间的 关系来实现非接触测温的一种方法。任何物体受热后 都将一部分热能转换为辐射能，理论和试验都证明辐 该测温仪包括按键、音频输出和红外测温部分。 射能量与温度成正比 其中，按键部分：按键开始测温，一直按下，听到声 红外测温仪内设光学装置，可以收集来自物体的 音表示测温完毕 音频输出部分：主要是将SPCE061A 辐射红外线能量，并把该能量聚焦在探测器上。辐 两路音频输出端通过LM386放大，经扬声器播放。 射能量是以波动的方式传播的，并可以通过光电转换 红外测温部分：主要是通过SPCE061A I／O口的控制， 器件和其它相关的辅助电路、光路构成的传感器，将 将所测得的温度接收到单片机中，实现在线温度测 辐射能量转换为电信号，并被放大、显示出来。对于 量。然后，单片机经过处理控制输出，来调整焊接功 从室温到上千摄氏度这样的工业中常用的测温范围， 率的输出。 辐射能量较高的光谱在近红外到红外波段范围内，所 凌阳单片机SPCE061A作为该测温系统的控制中 心，负责控制启动温度测量、接收测量数据、计算温 收稿日期：2007—12—13 度值，并根据取得的键值控制播放显示过程，同时通 34 ·焊接设备与材料· 焊接技术 第37卷第3期2008年6月 过音频输出通道播报温度值；红外测温传感器电路负 数的使用，就会很容易完成语音录放，这些都为软件 责温度的测量、采集，并将采集数据通过数据端口传 开发提供了方便的条件。 送~JSPCE061A单片机；LED键盘控制电路中的键盘， 2．2 红外测温控制电路 控制温度显示和播放，数码管显示温度值。该系统的 红外测温控制电路解决了传统测温时必须接触测 电路连接方式如图2所示。