基于單片機的焊接溫度測量儀的設(shè)計

　　傳統(tǒng)的焊接過程中，焊接溫度的控制是憑操作者人工觀察和人工調(diào)節(jié)高頻電源輸出功率或焊接速度實現(xiàn)的，如果輸入的焊接熱量不足，就會出現(xiàn)低溫焊接，2個待焊邊緣只能達到局部熔化，氧化物難以排出焊縫，產(chǎn)生質(zhì)量缺陷。如果焊接輸入熱量過大，會使焊縫邊緣出現(xiàn)過多的熔化金屬，在壓力正常的情況下，由于熔化區(qū)過寬，也很難將氧化物排出焊縫。因此，焊接質(zhì)量受到諸多人為因素影響，其穩(wěn)定性難以保證。非接觸式紅外測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。采用紅外測溫儀可以實現(xiàn)在線焊接溫度測量，并且可以進一步構(gòu)成焊接溫度自動控制系統(tǒng)。

　　1 紅外測溫原理

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

　　紅外測溫儀內(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器上。輻射能量是以波動的方式傳播的，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，并被放大、顯示出來。對于從室溫到上千攝氏度這樣的工業(yè)中常用的測溫范圍，輻射能量較高的光譜在近紅外到紅外波段范圍內(nèi)，所以稱作紅外測溫。

　　2 紅外測溫儀的硬件設(shè)計方案

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

　　該測溫儀包括按鍵、音頻輸出和紅外測溫部分。

　　其中，按鍵部分：按鍵開始測溫，一直按下，聽到聲音表示測溫完畢。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)揚聲器播放。

　　紅外測溫部分：主要是通過SPCE061A I/O口的控制，將所測得的溫度接收到單片機中，實現(xiàn)在線溫度測量。然后，單片機經(jīng)過處理控制輸出，來調(diào)整焊接功率的輸出。

　　凌陽單片機SPCE061A作為該測溫系統(tǒng)的控制中心，負責(zé)控制啟動溫度測量、接收測量數(shù)據(jù)、計算溫度值，并根據(jù)取得的鍵值控制播放顯示過程，同時通過音頻輸出通道播報溫度值；紅外測溫傳感器電路負責(zé)溫度的測量、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；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實現(xiàn)1*8鍵盤，IOA13- IOA15控制紅外測溫傳感器電路的啟動、時鐘及數(shù)據(jù)接收。LED鍵盤控制電路和紅外測溫傳感器電路的VCC和GND均與SPCE061A共用。