[发明专利]一种测量电弧电流密度分布的方法

摘要

本发明针对现有技术中存在的设备复杂，测量精度不够，测量结果不直观等不足，提供了一种测量电弧电流密度分布的方法和装置，该方法具有设备简单，测量精度高，后期数据处理简单，能直观反映电流密度分布。本发明测量时，电机带动丝杆转动，继而驱动安装在滑动槽上的滑动件和电流采集部件相对电弧运动，通过电流采集部件对电弧的电流值进行“扫描”采集，然后建立电弧电流密度值的数学模型，将电弧在阳极表面的截面的能量分布分割成面积规则可求的每个“像素”点，继而求解出电弧电流密度分布值。

主权项

一种测量电弧电流密度分布的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：第一步、第二电机（2）驱动第二丝杆（8）转动，第二丝杆（8）继而带动第二滑动块（6）进行平行测量平台(12)方向上的匀速运动，第二滑动块（6）的运动速度记为V，采集缝的宽度设为Sc；第二步、当电流接收传感装置（5）相对于TIG焊枪（4）匀速运动，透过上接收铜板（16）采集缝的电流被下接收铜板(17)接收，并将电流值通过采样电阻(10)转换成信号，每经过t时刻进行一次信号采集，即采样周期记为t，所测电流大小设为In；第三步、将整个电弧分为n等分，从开始接收到信号，到每经过一个时间t，采集缝的前进距离为V•t，设为等宽区域S1、S2 …S7、S8…Sn 的宽度，则区域S1的电流值IS1为第一个t时刻所测电流大小I1，区域S2的电流值IS2为第二个t时刻所测电流值I2减去I1，区域S3的电流值IS3为第三个t时刻所测电流值I3减去I2，……，依次类推，其它等宽区域Sk的电流值ISk为第k个t时刻所测电流值Ik减去第k‑1个t时刻所测电流值Ik‑1；以上类推只适用于电弧还未完全覆盖整个采集缝，但当电弧完全覆盖整个采集缝时，即经过k个t时刻，k•V•t=Sc，在(k+1)t时刻，区域Sk+1的电流值IS（k+1）为(k+1)t时刻所测电流值Ik+1减去kt时刻所测电流值Ik再加上I1电流值，(k+2)t时刻区域Sk+2的电流值IS（k+2）为(k+2)t时刻所测电流值Ik+2减去(k+1)t时刻所测电流值Ik+1再加上I2电流值，……，依次类推，得到其它区域Sk+3 ，Sk+4，Sk+5…Sn直至整个电弧所有区域的电流值Is(k+3) ，Is(k+4)，Is(k+5)…Isn；第四步、将电弧在阳极表面的截面的能量分布分割成面积规则可求的每个“像素”点，即用同心圆与等宽线将电弧分割成面积规则且可求的1A、2A、2B、3A、3B、3C…6A、6B、6C、6D、6E、6F…等“像素”点，设其面积为：S1A、S2A 、S2B、 S3A 、S3B 、S3C …S6A 、S6B、 S6C、 S6D、 S6E 、S6F…，在距圆心等距离半径上的“像素”点的电流密度是相同的，各“像素”点处的电流密度计算如下：则1A处的电流密度ρ1A= IS1/ S1A=ρ2B=ρ3C=ρ4D=…；2A处的电流密度ρ2A=[IS2‑(ρ2B•S2B)]/S2A=ρ3B=ρ4C=…；3A处的电流密度ρ3A=[IS3‑( ρ3B•S3B+ρ3C•S3C）] /S3A=ρ4B=…；nA处的电流密度ρnA=[ISn‑(ρnB•SnB+ρnC•SnC+ρnD•SnD+…）] /SnA=ρ(n+1)B=…；依次递推即可求出每个“像素”点的电流密度。