一种示温漆标定装置及其标定方法与流程

技术特征：
1.一种示温漆标定装置，其特征在于，包括感应加热电源、感应加热线圈、控制单元、标准试件、支架、至少一个第一测温器和至少一个第二测温器；所述感应加热电源与感应加热线圈连接，所述感应加热电源与控制单元电连接，所述感应加热电源分别为感应加热线圈和控制单元供电；所述标准试件的一端安装在支架上作为非加热端且其另一端伸入感应加热线圈中心作为加热端；至少一个所述第一测温器固定安装在支架上，所述第一测温器用于测量标准试件加热端的温度并将温度信号传递给控制单元形成加热闭环回路；至少一个所述第二测温器安装在支架上并可沿标准试件的长度方向移动，所述第二测温器用于测量标准试件的加热端到非加热端的温度并传递给控制单元；所述控制单元控制感应加热电源的输出功率和控制第二测温器移动；通过查询标准试件上示温漆等温线在规划路径上的坐标的温度测量结果得到等温线对应的温度值。2.根据权利要求1所述的示温漆标定装置，其特征在于，所述控制单元包括上位机和pid控制模块，所述上位机与pid控制模块通信连接；所述上位机设定加热程序段用于设置期望温度值；所述pid控制模块接收来自上位机和第一测温器的温度电信号并将温度电信号转换为温度数据形成反馈温度值，所述pid控制模块根据反馈温度值与期望温度值的差值自动调节感应加热电源的输出功率。3.根据权利要求2所述的示温漆标定装置，其特征在于，所述控制单元还包括与上位机通信连接的数据采集单元，所述数据采集单元用于将第二测温器的温度电信号转换为温度数据并传递给上位机进行显示记录。4.根据权利要求3所述的示温漆标定装置，其特征在于，所述支架包括底座、第一支杆、支柱、移动滑块、第二支杆、螺纹杆、引导杆和升降电机；所述底座、第一支杆、移动滑块和第二支杆相互平行设置，所述支柱垂直安装在底座上，所述第一支杆的一端和第二支杆的一端与支柱固定连接；所述螺纹杆和引导杆相互平行的设置在第一支杆和第二支杆之间，所述升降电机用于带动螺纹杆转动，所述升降电机安装在螺纹杆靠近第二支杆的一端，所述引导杆用于引导移动滑块移动，所述移动滑块上开设有供螺纹杆穿过的第一通孔和供引导杆穿过的第二通孔，所述第一通孔内设置有与螺纹杆的外螺纹相匹配的内螺纹。5.根据权利要求4所述的示温漆标定装置，其特征在于，所述第一测温器安装在第一支杆远离支柱的一端，所述第二测温器安装在移动滑块远离支柱的一端，所述第二测温器在移动滑块的带动下沿螺纹杆的长度方向移动。6.根据权利要求4所述的示温漆标定装置，其特征在于，所述升降电机与上位机通信连接，升降电机接收上位机发出的移动信号以控制螺纹杆的转动速度，螺纹杆转动带动移动滑块的上升或下降。7.根据权利要求2所述的示温漆标定装置，其特征在于，所述pid控制模块形成反馈温度值的误差小于0.1％，所述pid控制模块自动调节感应加热电源输出功率的误差不大于0.1％。
8.根据权利要求3所述的示温漆标定装置，其特征在于，所述感应加热电源、pid控制模块和数据采集单元可集成为可编程数采感应加热电源。9.根据权利要求1所述的示温漆标定装置，其特征在于，所述第一测温器和第二测温器均可采用温度传感器或红外测温器。10.一种示温漆标定方法，采用权利要求4-6任一项所述的示温漆标定装置，其特征在于，包括以下步骤：s1：示温漆标定装置接入电源；s2：通过上位机控制支架上的移动滑块移动至最下方，记录第二测温器在接触标准试件的位置p0；s3：通过上位机设定示温漆标定加热程序段、温度测量点位k、温度测量长度l0，并开始加热，上位机将加热程序段传输到pid控制模块；s4:pid控制模块利用内部pid程序根据加热程序段和第一测温器测量温度控制感应加热电源的输出功率，感应加热电源输出功率通过感应加热线圈加热标准试件；s5：标准试件下端温度升高并向上端传递，第一测温器测量标准试件下端温度并传递给pid控制模块；s6：第二测温器测量与标准试件接触点温度并传递给数据采集系统，数据采集系统将温度电信号转变为数字信号并传递到上位机，由上位机实时显示；s7：当加热程序段执行完毕后，上位机记录温度数据d1；s8：上位机自动控制升降电机从而带动第二测温器向上移动l1，等待5s后，上位机记录温度数据d2；公式如下：式中，k为温度测量点位，l0为温度测量长度；s9：重复(k-1)次步骤s8；s10：数据采集完毕后示温漆标定装置关闭；s11：待标准试件冷却后，测量示温漆等温线c1、c2、
……
、c
n-1
与标准试件左表面纵向中心线交点与p0的距离为s1、s2、
……
、s
n-1
；s12：利用测量距离s1、s2、
……
、s
n-1
结合上位机温度记录数据d1、d2、
……
、d
n
计算示温漆等温线c1、c2、
……
、c
n-1
指示的温度t1、t2、
……
、t
n-1
；温度t
i
的计算公式为：t
i
＝d
j
(d
j 1-d
j
)
×
(s
i-j
×
l1)/l1其中，i＝1、2、
……
、n-1，j向下取整数；s13：如需标准试件左侧表面纵向中心线上其他位置的温度，测量该位置与与p0的距离，重复步骤s12中的公式计算即可。

技术总结
本发明公开了一种示温漆标定装置及其标定方法，通过上位机设定加热程序段并传输到PID控制模块，PID控制模块控制感应加热电源的输出功率，标准试件插入感应加热线圈中，第一测温器将该端温度信号传递到PID控制模块形成加热闭环回路，待加热进入稳定状态后，上位机控制第二传感器构按照规划路径和速度进行移动，第二测温器从标准试件一端移动到另一端，测量规划路径上的标准试件温度并传输到上位机，通过查询标准试件上示温漆等温线在规划路径上的坐标的温度测量结果得到等温线对应的温度值。本发明采用感应加热，具有对标准试件几何尺寸，材料等参数要求低，安全性高，测温采用移动测量，一次加热即可完成标定，标定精度高，不会产生等温线漂移等优点。不会产生等温线漂移等优点。不会产生等温线漂移等优点。


技术研发人员：兰宇丹 张百灵 隋永华
受保护的技术使用者：西安空天能源动力智能制造研究院有限公司
技术研发日：2022.03.09
技术公布日：2022/6/10