[发明专利]高速线材测温仪

说明书

本发明涉及测温仪器，尤其是指对高速线材进行测温的仪器、仪表。

目前，对高速运行的线材测温很困难，特别是对细径线材更是无法测温。高速线材在生产过程中使用的测温仪，由于距离系数小要求被测目标大，因此测量细径线材时，示值不准。温度信号输出为即时测量值，面对高速抖动的线材来说，其温度示值波动严重，无法参与系统控制。

本发明的目的是提供一种能对小目标并严重抖动的高速线材进行温度测量，输出平稳，真实温度的高速线材测温仪。

本发明的目的是这样实现的，其由棱镜分光装置、光电转换、前置放大、模数转换、微机数据处理系统、数模转换及输出和电源电路构成。棱镜分光装置(专利号：97222832.2)其中主物镜由双凸透镜与凹平透镜粘合而成，从棱镜分光装置中的探测器平面输出色谱光波，通过光电转换和微机数据处理系统运算，输出与温度对应的模拟量或数字量。微机数据处理系统采用数据程序化处理，程序流程为：

(1)对前级信号的模拟信号转换成数字信号，转换值采集n次。

(2)n次信号按从大到小排序。

(3)去最大、最小值，再取平均值。

(4)按理论公式将平均值转成温度值。

(5)循环上述过程求出m个温度值，取出最大值。

(6)如最大值在线材轧制的工艺温度范围内，输出对应的模拟量或数字量，给出对应温度值。

(7)如最大值不在工艺温度范围内，输出对应的模拟量或数字量，给出下限值。

工作时，将该测温仪按距离系数要求装好定位，这样通过棱镜分光装置，光电转换、前置放大、模数转模、微机数据处理系统、数模转换及输出和电源电路构成的测温仪就能把高速线材即时温度值测出。

本发明的优点是根据光学成像原理和光电传感器对能量的要求，该测温仪设置的距离系数为400∶1，即主物镜到目标的距离与目标直径之比为400∶1，这样只要被测目标有效直径大于φ1mm，即可测量出其温度值。高速线材运行中会不断跳动，只要其跳动不超出有效测温点φ1mm，就能够测出其温度值。细径线材，尽管绝大多数的即时测量值有效，但由于线材高速运动，仍然有个别数据为非法数，该仪器多次多组取值由微机数据处理系统进行数据程序处理，以达到测温值的准确性。不仅能测较粗直径的粗棒材，而且能很好地测60米/秒，线材径为φ5mm的高速线材，满足了线材的在线测温要求，温度测量准确，对线材加工自动化起到突出的贡献。

以下结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

图1为本发明棱镜分光装置中主物镜结构示意图。

图2为本发明光电转换、前置放大、模数转换、微机数据处理系统电路图。

图3为本发明数模转换及输出电路图。

图4、5为本发明电源电路图。

图6为本发明程序流程图。

图7为本发明φ5mm线材测量状态示意图。

该高速线材测温仪由棱镜分光装置，光电转换、前置放大、模数转换、微机数据处理系统、数模转换及输出和电源电路构，棱镜分光装置中主物镜由双凸透镜1与凹平透镜2粘合而成，从棱镜分光装置中的探测器平面输出色谱光波通过光电转换，前置放大，模数转换，微机数据处理系统运算，数模转换，最后输出与温度对应的模拟量或数字量，微机数据处理系统采用数据程序化处理，程序流程为：

(1)对前级信号的模拟信号转换成数字信号转换值采样20次。

(2)20次信号按从大到小排序。

(3)去最大、最小值，再取平均值。

(4)按理论公式将平均值转成温度值。

(5)循环上述过程求出20个温度值，取出最大值。

(6)如最大值在线材轧制的工艺温度范围内，输出对应的模拟量或数字量，给出对应温度值。

(7)如最大值不在工艺温度范围内，输出对应的模拟量或数字量，给出下限值。

用该测温仪对高速运行的φ5mm直径的线材进行温度测量，图7中有效测温点3，φ5mm线材不抖动的正常位置4，φ5mm线材上移2mm位置5，φ5mm线材下移2mm的位置6，从图中可以看出，φ5mm线材在±2mm范围内跳动时，该测温仪都能准确测量其温度值，满足线材在线测温要求。

高速线材测温仪程序为：

             高速线材测温专用程序及说明