[发明专利]立式淬火炉构件温度场分布检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及温度检测技术领域，更具体涉及一种立式淬火炉构件温度场分布检测系统。

背景技术

立式淬火炉，特别是大型立式淬火炉广泛用于航天、航空领域中飞机大梁、龙骨、火箭、导弹端环、发动机缸体等大型铝合金构件的固溶处理，以提高其硬度，强度，耐磨性，抗腐蚀性等性能。随着航空航天事业的发展，对大型高强度铝合金构件的品质要求日益提高，而淬火温度是淬火热处理工艺的关键指标，淬火温度分布均匀性一般需达到±5℃，甚至±3℃，范围十分狭窄。原因是在淬火过程中，升温速度过快或者温度过高，会造成构件过烧事故；温度过低则合金中的微量元素不能很好的固溶在铝合金中，使得合金强度降低而不能满足构件质量要求；所以在升温保温过程，如果构件温度分布不均匀就会导致构件部分过烧、部分欠烧，使产品报废，浪费资源。要提高淬火炉的生产效率，减少能源浪费，必须对大型立式淬火炉的构件温度进行精确控制，而要实现对构件温度的控制，必须克服构件悬挂于工作室中央，无法直接对其进行温度检测的困难。大型立式淬火炉能够实现快速，精确，均匀地升温，对缩短工期，提高产量，降低电耗，满足愈来愈严格的高强度铝合金构件淬火要求有十分重要的意义。

国内外对大型立式淬火炉内部构件的温度场检测方法方面的研究和报道比较少，相关专利也非常少。公开号CN1896703A，大型立式淬火炉加工工件表面温度的测量方法，通过建立炉内辐射－对流复合传热过程的数学模型，得到五个热平衡方程，利用数值分析方法计算出炉内径向温度场分布，得到实际测量点和待测点之间的温度补偿曲线，再根据传感器位置和待加热工件表面之间距离得到修正值，计算出工件表面温度。显然，五个平衡方程的求解过程复杂，而且只考虑了炉内径向温度分布，忽略了轴向的温度差值，不符合实际工况。再则，此专利建立的模型复杂，求解速度慢，精度低，机理分析不够透彻，不能得到构件的实际温度值，使得温度场信息实际使用误差大。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题就是提供一种新的立式淬火炉构件温度场分布的检测系统，实现淬火炉炉内构件温度实时在线检测。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种立式淬火炉构件温度场分布检测系统，该系统包括：温度采集系统;通信系统;安装在上位机上的计算机温度场补偿系统。

上述温度采集系统，使用安装在立式淬火炉工作室内壁上的多个热电偶采集工作室内壁温度;上述通信系统，用于将所述温度采集系统采集到的温度信息传输给计算机温度场补偿系统;上述计算机温度场补偿系统,通过对构件热传导机理模型的数值求解，将采集到的温度信息转化为构件温度场分布信息，并实时，在线进行显示。

优选地，上述温度采集系统，由安装在立式淬火炉工作室内壁5上的多个热电偶6构成的热电偶网络组成。

优选地，上述通信系统，由安装在淬火炉外部的数据采集单元2和淬火炉的现场工业总线3组成。

优选地，上述计算机温度补偿系统，由安装在上位机上的模型求解子系统、温度场重构子系统以及温度场显示子系统组成。

本发明还提供了使用本发明立式淬火炉构件温度场分布检测系统进行检测的方法，该方法包括步骤：

1)启动上位机4，接通采集温度的热电偶网络1以及数据采集单元2的工作电源，开始工作；

2)将采集温度热电偶网络1采集的立式淬火炉工作室内壁5的温度，通过数据采集单元2传送给现场工业总线3，现场工业总线3根据现场工业传输协议将温度数据传送给上位机4；

3)上位机4将接收的立式淬火炉工作室内壁5的温度利用上位机4上的模型求解子系统，获取构件热传导机理模型的精确数值解，即获得淬火炉构件内部任意位置的实时温度；

4)通过上位机4上的温度场重构子系统，将淬火炉构件内部任意位置的实时温度进行三维重构；

5)上位机4上的温度场显示子系统，将重构获得的构件温度场信息在上位机4上的温度场显示子系统上显示出来，完成整个工作流程。

（三）有益效果

通过本发明提供的立式淬火炉构件温度场分布检测系统，对立式淬火炉工作室内壁温度数据进行采集、处理、构件温度场补偿，实现了对淬火炉构件温度场分布信息的检测和显示。解决了无法准确、实时获得淬火炉炉内构件温度场分布信息的难题。

附图说明