一種焊接溫度測量儀設計

焊接溫度是關系到焊接質量的關鍵參數(shù)之一， 控制合適的焊接溫度對保證焊接質量至關重要。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。

紅外測溫儀內設光學裝置，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，并可以通過光電轉換器件和其它相關的輔助電路、光路構成的傳感器，將輻射能量轉換為電信號，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，所以稱作紅外測溫。

2 紅外測溫儀的硬件設計方案

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)結構框圖如圖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，單片機經過處理控制輸出，來調整焊接功率的輸出。

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。

2.1 SPCE061A單片機

SPCE061A是凌陽公司研發(fā)生產的性價比很高的一款16位單片機，它采用高性能的u'nSP內核，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芯片進行下載、仿真、調試等操作。SPCE061A的特性參數(shù)見表1.

表1 SPCE061A的特性參數(shù)