本發(fā)明屬于傳感器計(jì)量校準(zhǔn)領(lǐng)域，尤其涉及一種紅外高速測(cè)溫傳感器響應(yīng)時(shí)間測(cè)量方法及測(cè)量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳感器響應(yīng)時(shí)間通常定義為測(cè)試量變化一個(gè)步進(jìn)值后，傳感器達(dá)到最終數(shù)值90％所需要的時(shí)間。

比方說(shuō)一個(gè)溫度傳感器，被測(cè)變量發(fā)生變化的時(shí)候，傳感器一般不能立即對(duì)此做出反應(yīng)，一般都有一個(gè)滯后，這個(gè)滯后的時(shí)間就是響應(yīng)時(shí)間。這種滯后在某些需要快速響應(yīng)溫度值的領(lǐng)域非常重要，比如爆炸的爆芯溫度，快速焊接的溫度測(cè)量等。

綜上所述，現(xiàn)在針對(duì)紅外高速測(cè)溫傳感器響應(yīng)時(shí)間的測(cè)量方法還沒(méi)有，無(wú)法得到測(cè)溫傳感器真實(shí)的響應(yīng)速度，不能進(jìn)行準(zhǔn)確的技術(shù)數(shù)據(jù)分析。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種紅外高速測(cè)溫傳感器響應(yīng)時(shí)間測(cè)量方法及測(cè)量系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有紅外高速測(cè)溫傳感器響應(yīng)時(shí)間無(wú)法測(cè)量問(wèn)題，不能測(cè)定測(cè)溫傳感器真實(shí)的響應(yīng)速度，不能進(jìn)行準(zhǔn)確的技術(shù)數(shù)據(jù)分析的問(wèn)題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種紅外高速測(cè)溫傳感器響應(yīng)時(shí)間測(cè)量方法，所述紅外高速測(cè)溫傳感器響應(yīng)時(shí)間測(cè)量方法為：通過(guò)變送器將紅外高速測(cè)溫傳感器傳輸?shù)臏囟刃盘?hào)轉(zhuǎn)換為一電壓信號(hào)或電流信號(hào)，經(jīng)高速數(shù)據(jù)采集卡記錄和運(yùn)算后，在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示輸出溫度曲線圖；所述溫度曲線圖包括上升沿、峰值、下降沿；通過(guò)紅外高速測(cè)溫傳感器連續(xù)測(cè)溫，計(jì)算機(jī)獲得完整準(zhǔn)確的曲線圖；從上升沿開(kāi)始至上升沿結(jié)束或下降沿開(kāi)始至下降沿結(jié)束，通過(guò)計(jì)算機(jī)查詢到一個(gè)準(zhǔn)確時(shí)間t₀～t_s，此時(shí)間即為響應(yīng)時(shí)間。

進(jìn)一步，所述紅外高速測(cè)溫傳感器響應(yīng)時(shí)間測(cè)量方法具體包括：

把BB705黑體源內(nèi)置溫度控制器調(diào)整到固定溫度值；

然后用紅外測(cè)溫傳感器對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行測(cè)量，將得到信號(hào)通過(guò)變送器轉(zhuǎn)換為一電壓信號(hào)或電流信號(hào)，經(jīng)高速數(shù)據(jù)采集卡記錄和運(yùn)算后，在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示輸出溫度曲線圖；

所述輸出溫度曲線圖的峰值段與黑體源調(diào)整的固定溫度值若有差異，校準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)使峰值段數(shù)值達(dá)到黑體源調(diào)整的固定溫度值；

再將一伺服可調(diào)速葉輪置與紅外傳感器與黑體源之間，調(diào)整伺服電機(jī)速度，直至連續(xù)測(cè)溫曲線峰值達(dá)到黑體源調(diào)整的固定溫度值，出現(xiàn)一個(gè)周期性循環(huán)的完整的溫度曲線圖，在溫度曲線圖時(shí)間軸上得到一個(gè)準(zhǔn)確時(shí)間t₀～t_s，此時(shí)間即為響應(yīng)時(shí)間。

進(jìn)一步，得到的響應(yīng)時(shí)間為100％響應(yīng)時(shí)間。

本發(fā)明另一目的在于提供一種紅外高速測(cè)溫傳感器響應(yīng)時(shí)間測(cè)量系統(tǒng)，所述紅外高速測(cè)溫傳感器響應(yīng)時(shí)間測(cè)量系統(tǒng)包括：

BB705黑體源，通過(guò)內(nèi)置溫度控制器調(diào)整到固定溫度值；

紅外高速測(cè)溫傳感器，用于對(duì)BB705黑體源調(diào)整的固定溫度值進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量的溫度信號(hào)傳輸給變送器；

變送器，將紅外高速測(cè)溫傳感器傳輸?shù)臏囟刃盘?hào)轉(zhuǎn)換為一電壓信號(hào)或電流信號(hào)后傳輸給高速數(shù)據(jù)采集卡；

高速數(shù)據(jù)采集卡，用于對(duì)變送器傳輸?shù)碾妷盒盘?hào)或電流信號(hào)進(jìn)行記錄和運(yùn)算，并將記錄和運(yùn)算的信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)；

計(jì)算機(jī)，通過(guò)計(jì)算機(jī)的屏幕對(duì)高速數(shù)據(jù)采集卡傳輸?shù)男盘?hào)顯示并輸出溫度曲線圖，同時(shí)查詢到一個(gè)準(zhǔn)確時(shí)間t₀～t_s；

伺服調(diào)速葉輪，位于紅外高速測(cè)溫傳感器與BB705黑體源之間，通過(guò)調(diào)整的恒定速度，為紅外高速測(cè)溫傳感器測(cè)量BB705黑體源調(diào)整的固定溫度值提供循環(huán)周期。

進(jìn)一步，所述伺服調(diào)速葉輪上設(shè)置有與圓盤(pán)中心等距的孔，所述孔為圓孔，所述孔的直徑是紅外線光束直徑的3～6倍；所述孔或?yàn)榉娇祝龇娇椎倪呴L(zhǎng)為紅外線光束直徑的3～6倍。

進(jìn)一步，所述伺服調(diào)速葉輪安裝在伺服電機(jī)上，所述伺服電機(jī)通過(guò)伺服控制器輸出的脈沖驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明提供的一種紅外高速測(cè)溫傳感器響應(yīng)時(shí)間測(cè)量方法及測(cè)量系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有紅外高速測(cè)溫傳感器響應(yīng)時(shí)間無(wú)法測(cè)量問(wèn)題，不能測(cè)定測(cè)溫傳感器真實(shí)的響應(yīng)速度，不能保證進(jìn)行準(zhǔn)確的技術(shù)數(shù)據(jù)分析的問(wèn)題。例如：凸焊、點(diǎn)焊和感應(yīng)加熱工藝過(guò)程中，小零件焊接時(shí)間較短通常在從50ms-3000ms，因焊接設(shè)備和電流特性原因，會(huì)出現(xiàn)由于表面氧化、油污和溫度變化造成的電阻變化，以及夾具原因造成的分流、繞流等情況，引起金屬熔接過(guò)程溫度的大幅波動(dòng)，引起熔接異常，如溫度低焊接不牢，溫度過(guò)高引起焊接區(qū)過(guò)熱、過(guò)燒和金屬金相組織異常，因組織應(yīng)用力和熱應(yīng)力等原因引起產(chǎn)品失效。在焊接行業(yè)目前還沒(méi)有高速在線溫度檢測(cè)的辦法，接觸式測(cè)溫?zé)o法在線檢測(cè)，本發(fā)明使用非接觸式傳感器測(cè)量出準(zhǔn)確的溫度曲線，實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接和感應(yīng)加熱過(guò)程的在線檢測(cè)，利于查找焊接失效原因，監(jiān)控過(guò)程異常，提高過(guò)程質(zhì)量控制水平。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的紅外高速測(cè)溫傳感器響應(yīng)時(shí)間測(cè)量方法示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的紅外高速測(cè)溫傳感器響應(yīng)時(shí)間測(cè)量系統(tǒng)示意圖；

圖中：1、BB705黑體源；2、紅外高速測(cè)溫傳感器；3、變送器；4、高速數(shù)據(jù)采集卡；5、計(jì)算機(jī)；6、伺服調(diào)速葉輪；7、伺服電機(jī)；8伺服控制器。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示輸出溫度曲線圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的周期性循環(huán)的完整的溫度曲線圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的伺服調(diào)速葉輪圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)描述。

本發(fā)明實(shí)施例提供的紅外高速測(cè)溫傳感器響應(yīng)時(shí)間測(cè)量方法，為：通過(guò)變送器將紅外高速測(cè)溫傳感器傳輸?shù)臏囟刃盘?hào)轉(zhuǎn)換為一電壓信號(hào)或電流信號(hào)，經(jīng)高速數(shù)據(jù)采集卡記錄和運(yùn)算后，在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示輸出溫度曲線圖；所述溫度曲線圖包括上升沿、峰值、下降沿；通過(guò)紅外高速測(cè)溫傳感器連續(xù)測(cè)溫，計(jì)算機(jī)獲得完整準(zhǔn)確的曲線圖；從上升沿開(kāi)始至上升沿結(jié)束或下降沿開(kāi)始至下降沿結(jié)束，通過(guò)計(jì)算機(jī)查詢到一個(gè)準(zhǔn)確時(shí)間t₀～t_s，此時(shí)間即為響應(yīng)時(shí)間。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的紅外高速測(cè)溫傳感器響應(yīng)時(shí)間測(cè)量方法具體包括：

S101：把BB705黑體源內(nèi)置溫度控制器調(diào)整到固定溫度值；

S102：然后用紅外測(cè)溫傳感器對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行測(cè)量，將得到信號(hào)通過(guò)變送器轉(zhuǎn)換為一電壓信號(hào)或電流信號(hào)，經(jīng)高速數(shù)據(jù)采集卡記錄和運(yùn)算后，在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示輸出溫度曲線圖；

S103：所述輸出溫度曲線圖的峰值段與黑體源調(diào)整的固定溫度值若有差異，校準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)使峰值段數(shù)值達(dá)到黑體源調(diào)整的固定溫度值；

S104：再將一伺服可調(diào)速葉輪置與紅外傳感器與黑體源之間，調(diào)整伺服電機(jī)速度，直至連續(xù)測(cè)溫曲線峰值達(dá)到黑體源調(diào)整的固定溫度值，出現(xiàn)一個(gè)周期性循環(huán)的完整的溫度曲線圖，在溫度曲線圖時(shí)間軸上得到一個(gè)準(zhǔn)確時(shí)間t₀～t_s，此時(shí)間即為響應(yīng)時(shí)間。

進(jìn)一步，得到的響應(yīng)時(shí)間為100％響應(yīng)時(shí)間。

如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的紅外高速測(cè)溫傳感器響應(yīng)時(shí)間測(cè)量系統(tǒng)，所述紅外高速測(cè)溫傳感器響應(yīng)時(shí)間測(cè)量系統(tǒng)包括：

BB705黑體源1，通過(guò)內(nèi)置溫度控制器調(diào)整到固定溫度值；

紅外高速測(cè)溫傳感器2，用于對(duì)BB705黑體源調(diào)整的固定溫度值進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量的溫度信號(hào)傳輸給變送器；

變送器3，將紅外高速測(cè)溫傳感器傳輸?shù)臏囟刃盘?hào)轉(zhuǎn)換為一電壓信號(hào)或電流信號(hào)后傳輸給高速數(shù)據(jù)采集卡；

高速數(shù)據(jù)采集卡4，用于對(duì)變送器傳輸?shù)碾妷盒盘?hào)或電流信號(hào)進(jìn)行記錄和運(yùn)算，并將記錄和運(yùn)算的信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)；

計(jì)算機(jī)5，通過(guò)計(jì)算機(jī)的屏幕對(duì)高速數(shù)據(jù)采集卡傳輸?shù)男盘?hào)顯示并輸出溫度曲線圖，同時(shí)查詢到一個(gè)準(zhǔn)確時(shí)間t₀～t_s；

伺服調(diào)速葉輪6，位于紅外高速測(cè)溫傳感器與BB705黑體源之間，通過(guò)調(diào)整的恒定速度，為紅外高速測(cè)溫傳感器測(cè)量BB705黑體源調(diào)整的固定溫度值提供循環(huán)周期。

進(jìn)一步，所述伺服調(diào)速葉輪上設(shè)置有與圓盤(pán)中心等距的孔，所述孔為圓孔，所述孔的直徑是紅外線光束直徑的3～6倍；所述孔或?yàn)榉娇?，所述方孔的邊長(zhǎng)為紅外線光束直徑的3～6倍。

進(jìn)一步，所述伺服調(diào)速葉輪安裝在伺服電機(jī)7上，所述伺服電機(jī)通過(guò)伺服控制器8輸出的脈沖驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步描述。

傳感器響應(yīng)時(shí)間通常定義為測(cè)試量變化一個(gè)步進(jìn)值后，傳感器達(dá)到最終數(shù)值90％所需要的時(shí)間。

比方說(shuō)一個(gè)溫度傳感器，被測(cè)變量發(fā)生變化的時(shí)候，傳感器一般不能立即對(duì)此做出反應(yīng)，一般都有一個(gè)滯后，這個(gè)滯后的時(shí)間就是響應(yīng)時(shí)間。這種滯后在某些需要快速響應(yīng)溫度值的領(lǐng)域非常重要，比如爆炸的爆芯溫度，快速焊接的溫度測(cè)量等，如果不能測(cè)定其真實(shí)的響應(yīng)速度，將無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確的技術(shù)數(shù)據(jù)分析。

本發(fā)明的測(cè)量方法是基于以上原因策劃，具體分三部分，1、BB705黑體源；2、紅外測(cè)溫裝置一套；3、伺服調(diào)速葉輪(見(jiàn)圖5)。伺服葉輪上有與圓盤(pán)中心等距的孔，孔是圓孔也可以是方孔，直徑(或邊長(zhǎng))是紅外線光束直徑的3～6倍。方法：

測(cè)量系統(tǒng)見(jiàn)圖2(測(cè)量系統(tǒng)示意圖)，把BB705黑體源內(nèi)置溫度控制器調(diào)整到一個(gè)固定溫度值，假設(shè)為500攝氏度，然后用紅外測(cè)溫傳感器對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行測(cè)量，將得到信號(hào)通過(guò)變送器轉(zhuǎn)換為一電壓或電流信號(hào)，經(jīng)高速數(shù)據(jù)采集卡記錄和運(yùn)算后，在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示輸出溫度曲線圖，(見(jiàn)圖3)，其峰值段與黑體源500攝氏度有差異，校準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)使其數(shù)值達(dá)到500攝氏度。再將一伺服可調(diào)速葉輪(見(jiàn)附圖1)置與紅外傳感器與黑體源之間，調(diào)整伺服電機(jī)速度，直至連續(xù)測(cè)溫曲線峰值達(dá)到500攝氏度值，出現(xiàn)一個(gè)周期性循環(huán)的完整的溫度曲線，在這幅溫度曲線圖時(shí)間軸上即可精確得知該傳感器的響應(yīng)時(shí)間，在圖4(示間圖)中的t₀～t_s時(shí)間即為100％響應(yīng)時(shí)間。

原理：黑體源為一標(biāo)準(zhǔn)恒定溫度作為一個(gè)常量存在，因伺服驅(qū)動(dòng)葉片是由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)伺服控制器輸出的脈沖驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，因此調(diào)速系統(tǒng)很容易調(diào)整到一個(gè)適合的恒定速度，另外，測(cè)溫系統(tǒng)位置與檢測(cè)區(qū)域固定，所以，測(cè)溫系統(tǒng)可以準(zhǔn)確得到上升沿、峰值、下降沿，連續(xù)測(cè)溫可以記錄完整準(zhǔn)確的曲線，從上升沿開(kāi)始至上升沿結(jié)束或下降沿開(kāi)始至下降沿結(jié)束，可以通過(guò)測(cè)溫系統(tǒng)的軟件查詢到一個(gè)準(zhǔn)確時(shí)間t₀～t_s，此時(shí)間即為響應(yīng)時(shí)間而且是100％響應(yīng)時(shí)間，當(dāng)然測(cè)溫系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集速率要與之匹配。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。