一種焊接溫度測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)

焊接溫度是關(guān)系到焊接質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)之一， 控制合適的焊接溫度對(duì)保證焊接質(zhì)量至關(guān)重要。非接觸式紅外測(cè)溫儀為焊接在線溫度監(jiān)控提供了一種有效的技術(shù)手段。采用紅外測(cè)溫儀可以實(shí)現(xiàn)在線焊接溫度測(cè)量，并且可以進(jìn)一步構(gòu)成焊接溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)。

1 紅外測(cè)溫原理

紅外測(cè)溫是利用物體的熱輻射特性與溫度之間的關(guān)系來實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)溫的一種方法。任何物體受熱后都將一部分熱能轉(zhuǎn)換為輻射能，理論和試驗(yàn)都證明輻射能量與溫度成正比。

紅外測(cè)溫儀內(nèi)設(shè)光學(xué)裝置，可以收集來自物體的輻射紅外線能量，并把該能量聚焦在探測(cè)器上。輻射能量是以波動(dòng)的方式傳播的，并可以通過光電轉(zhuǎn)換器件和其它相關(guān)的輔助電路、光路構(gòu)成的傳感器，將輻射能量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并被放大、顯示出來。對(duì)于從室溫到上千攝氏度這樣的工業(yè)中常用的測(cè)溫范圍，輻射能量較高的光譜在近紅外到紅外波段范圍內(nèi)，所以稱作紅外測(cè)溫。

2 紅外測(cè)溫儀的硬件設(shè)計(jì)方案

紅外測(cè)溫儀采用凌陽科技公司的SPCE061A單片機(jī)及LED鍵盤控制電路和紅外測(cè)溫傳感器電路實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

該測(cè)溫儀包括按鍵、音頻輸出和紅外測(cè)溫部分。

其中，按鍵部分：按鍵開始測(cè)溫，一直按下，聽到聲音表示測(cè)溫完畢。音頻輸出部分：主要是將SPCE061A兩路音頻輸出端通過LM386放大，經(jīng)揚(yáng)聲器播放。

紅外測(cè)溫部分：主要是通過SPCE061A I/O口的控制，將所測(cè)得的溫度接收到單片機(jī)中，實(shí)現(xiàn)在線溫度測(cè)量。然后，單片機(jī)經(jīng)過處理控制輸出，來調(diào)整焊接功率的輸出。

凌陽單片機(jī)SPCE061A作為該測(cè)溫系統(tǒng)的控制中心，負(fù)責(zé)控制啟動(dòng)溫度測(cè)量、接收測(cè)量數(shù)據(jù)、計(jì)算溫度值，并根據(jù)取得的鍵值控制播放顯示過程，同時(shí)通過音頻輸出通道播報(bào)溫度值;紅外測(cè)溫傳感器電路負(fù)責(zé)溫度的測(cè)量、采集，并將采集數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)端口傳送到SPCE061A單片機(jī);LED鍵盤控制電路中的鍵盤，控制溫度顯示和播放，數(shù)碼管顯示溫度值。該系統(tǒng)的電路連接方式如圖2所示。

圖2中，IOA0- IOA7控制數(shù)碼管的段選，IOB0-IOB7控制數(shù)碼管的位選，IOB8- IOB15實(shí)現(xiàn)1*8鍵盤，IOA13- IOA15控制紅外測(cè)溫傳感器電路的啟動(dòng)、時(shí)鐘及數(shù)據(jù)接收。LED鍵盤控制電路和紅外測(cè)溫傳感器電路的VCC和GND均與SPCE061A共用。

2.1 SPCE061A單片機(jī)

SPCE061A是凌陽公司研發(fā)生產(chǎn)的性價(jià)比很高的一款16位單片機(jī)，它采用高性能的u'nSP內(nèi)核，具有豐富的硬件資源，并集成了ICE (在線仿真電路)接口，可以直接利用該接口對(duì)芯片進(jìn)行下載、仿真、調(diào)試等操作。SPCE061A的特性參數(shù)見表1.

表1 SPCE061A的特性參數(shù)