高温热处理非接触式温度均匀性检测系统及其检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105758208A(43)申请公布日2016.07.13(21)申请号201610164769.6(22)申请日2016.03.18(71)申请人沈阳飞机工业（集团）有限公司地址110034辽宁省沈阳市皇姑区陵北街1号(72)发明人文丽松(74)专利代理机构沈阳杰克知识产权代理有限公司21207代理人娄华(51)Int.Cl.F27D21/00(2006.01)G01J5/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称高温热处理非接触式温度均匀性检测系统及其检测方法(57)摘要本发明提供一种高温热处理非接触式温度均匀性检测系统及其检测方法，其是对热处理炉有效工作区内按照要求分布多个模拟传感器位置从而进行温度均匀性和系统准确度检测，通过进行数据处理得出热处理炉是否满足工艺要求的结论，可以说是真正实现了自动化检测及实现在线校准；由于对炉体不做破坏和不耽误生产，不但能节约大量的昂贵的贵金属检测材料的费用和后续维修费用，还缩短了检测、校准时间，提高生产效率，真正起到高效节能降耗、绿色环保检测。CN105758208ACN105758208A权利要求书1/1页1.高温热处理非接触式温度均匀性检测系统，其特征在于：包括红外探头、探测器推进器、探测器冷却水系统、电气控制箱及数字处理系统，其中，所述红外探头安装在炉壁上，所述探测器推进器安装在红外探头的后端，所述探测器冷却水系统为一个循环水路将探测器包覆其中，所述电气控制箱内集成有双光路高温光学系统、近红外探测器、图像采集模块，所述数字处理系统内集成有图像处理模块、比色测温和辐射测温模块以及背景补偿模块，所述红外探头与电气控制箱之间通过探测器线连接，所述电气控制箱与数字处理系统之间通过数据线连接。2.一种高温热处理非接触式温度均匀性检测方法，采用了如权利要求1所述的高温热处理非接触式温度均匀性检测系统，其特征在于具体方法如下：a）在炉膛内建立背景补偿模型：将若干个靶标作为测温目标并排列成规则的几何立体形状，炉墙内壁上喷涂有高发射率涂料；b）器件修正：利用黑体，对双光路高温光学系统、光学滤光片的带宽与峰值透过率以及近红外探测器的光谱响应进行参数修正，所述双光路高温光学系统的修正方法具体为，将黑体炉温度设定在测量范围内的一系列离散的温度值，利用双光路高温光学系统测量在每一设定温度下两个通道的光谱辐照度，然后根据比色测温公式建立两通道光谱辐照度比和温度的函数关系，再修正该函数关系至理想状态，最终使双光路高温光学系统达到与理论测量标准相一致；c）背景修正：将靶标反射和炉墙反射作为主要干扰因素，利用公式消除背景影响，公式中待测目标、背景温度及炉墙辐射率需要间接得到，其中背景温度通过比色测温方法获得，炉墙辐射率通过双背景方法获得；d）双光路高温光学系统温度均匀性的补偿：利用高温面光源的均匀性，将采光镜头伸入高温面光源内，设置近红外探测器的参数进行采集，然后通过分析计算数据信息，找出变化规律和相互关系，经过数值分析得出函数关系，建立补偿模型，将整个画面的灰度值调整与中心一致，从而达到双光路高温光学系统温度均匀性的补偿；e）确定近红外探测器的曝光时间：通过调整近红外探测器曝光时间使其工作在线性范围内；f）图像采集和温度均匀性计算：将近红外探测器采集到的黑白图像传输至数字处理系统，利用采集软件进行数据读取，融合均匀性补偿模型计算出靶标温度，该补偿模型是对光学系统传感器探头进行补偿，然后将靶标温度数据以Excell表格的形式自动保存到指定位置及截面伪彩显示。2CN105758208A说明书1/5页高温热处理非接触式温度均匀性检测系统及其检测方法技术领域[0001]本发明涉及一种高温热处理非接触式温度均匀性检测系统及其检测方法，属于热处理炉温度检测技术领域。背景技术[0002]高温热处理设备在飞机零部件的制造中起着关键的作用。生产中将零部件产品的原料放入热处理设备中，通过控制热处理设备的温度、压力、气氛、真空使其达到预期设定的参数要求，满足具体生产工艺。一般对热处理炉主要以温度均匀参数指标为主，产品只有在其要求的温度容差（温度均匀性指标）范围内才能达到生产工艺要求，保证产品性能和质量。[0003]为了保证热处理炉的技术指标能够满足产品生产的要求，这就需要通过按照统一的测试方法对热处理设备和冷热加工设备进行校准和检测，对炉温的均匀性给出最终的结论。[0004]目前，对于热处理炉的温度均匀性测试存在很多问题，主要有以下几个方面：（1）目前对于热处理炉的方法主要是采用炉温巡检仪，将热电偶按照炉体内部有效空间大小进行布点，一般炉子会留有测试孔，通过法兰形式密封，热电偶在炉子内部连接到法兰盘上，再从炉子外部引入到炉温测试仪