光线采集器后侧，用于将所述红外光线采集器采集到的红外光线连续信号转变为断续信号的斩波器5，所述斩波器5包括微型电机51以及由所述微型电机51驱动的斩波器圆盘52 ;所述斩波器圆盘52上沿圆盘圆周方向均匀布设若干长方形孔521，上述长方形孔521在随着斩波器圆盘52转动时将所述红外光线采集器采集到的红外光线连续信号转变为断续信号；优选的，所述斩波器圆盘52为均匀布设12个长方孔的圆盘，长方孔的尺寸为40*10mm，如图2所示；
[0036]3.对应设置在所述斩波器5后侧，用于接收所述断续信号并进行集光处理的集光凸透镜6 ；
[0037]4.对应设置在所述集光凸透镜6后侧，用于将集光处理后的光信号转换成对应的电信号的光电变换元件7，所述光电变换元件7为依次重叠布设的砷化铟InAs、锑化铟InSb、碲镉汞MCT三种光电变换元件；被测目标发射出的红外光线经光纤引入，经过斩波器5变为断续信号，再经过集光凸透镜6集光后被引入到光电变换元件即叠层布置的砷化铟InAs、锑化铟InSb、碲镉汞MCT三种光电变换元件中被转换为电信号由数字示波记录仪9接收存储，之后将3组电信号进行求比处理(求比处理的值为砷化铟InAs、锑化铟InSb、碲镉汞MCT的信号比值，在高温段(300-1200°C )使用InAs/InSb的比值、在低温段(100-300°C )使用InSb/MCT的比值)，通过对照事先标定好的电压信号比值-温度关系曲线即可得出被测目标的实际温度。
[0038]具体的，光电变换元件使用了砷化铟InAs、锑化铟InSb、碲镉汞MCT组成的3层结构的光电变换元件，三种材料制成的元件具有不同的测量范围，在使该测温仪具有100-1200°C范围的测定能力，即在低温范围使用InSb/MCT的比值；在高温范围使用InAs/InSb的比值，可实现更大范围的精确测定。
[0039]同时将上述光电变换元件封装在真空容器中，由液态氮进行冷却，使其工作温度均为零下196摄氏度，进而实现在极低温度状态下，测温仪具有高度的敏感度的特性，实现精确的测定微弱的红外信号。实验表明，本光电变换元件低于0.lus，具有追踪最高频率为400kHz信号的能力。
[0040]5.连接所述光电变换元件，用于将所述电信号进行信号放大处理的信号放大装置8 ；
[0041]6.连接所述信号放大装置8，用于实时保存信号放大处理后的信号数据的数字示波记录仪9。
[0042]下面给出本实用新型的具体工作过程:首先将红外光线采集器安装在机床床身的指定位置上(根据实验需要调整光纤(即光纤端面)的位置，使其与被测刀具的间距保持在如0.3mm的位置处)；微型电机51带动斩波器圆盘52旋动，以实现随着斩波器圆盘52转动时将所述红外光线采集器采集到的红外光线连续信号转变为断续信号的目的；设置在所述斩波器5后侧的集光凸透镜6接收所述断续信号并进行集光处理；设置在所述集光凸透镜6后侧的光电变换元件7将集光处理后的光信号转换成对应的电信号后经由信号放大装置8将所述电信号进行信号放大处理；数字示波记录仪9实时保存信号放大处理后的信号数据；最后将3组电信号进行求比处理(求比处理的值为砷化铟InAs、锑化铟InSb、碲镉汞MCT的信号比值，在高温段(300-1200°C )使用InAs/InSb的比值、在低温段(100-300°C )使用InSb/MCT的比值)，通过对照事先标定好的电压信号比值-温度关系曲线即可得出被测目标的实际温度。
[0043]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种高速加工切削温度测量用红外辐射测温仪，其特征在于: 包括 用于采集被测刀具发射出的红外光线的红外光线采集器，所述红外光线采集器能够随着被测刀具的移动进行同步移动； 对应设置在所述红外光线采集器后侧的斩波器，所述斩波器用于将所述红外光线采集器采集到的红外光线由连续信号转变为断续信号； 对应设置在所述斩波器后侧的集光凸透镜，所述集光凸透镜用于接收所述断续信号并进行集光处理； 对应设置在所述集光凸透镜后侧的光电变换元件，所述光电变换元件用于将集光处理后的光信号转换成对应的电信号； 连接所述光电变换元件的信号放大装置，所述信号放大装置用于将所述电信号进行信号放大处理； 连接所述信号放大装置的数字示波记录仪，所述数字示波记录仪用于实时保存信号放大处理后的信号数据。2.根据权利要求1所述的高速加工切削温度测量用红外辐射测温仪，其特征在于: 所述红外光线采集器包括: 带有磁性底座的光纤支撑架，所述光纤支撑架通过磁性底座安装于距离被测刀具一定距离的机床床身上； 连接所述光纤支撑架的光纤保护套管，所述光纤保护套管用于套装光纤； 以及用于采集被测刀具发射出的红外光线的光纤。3.根据权利要求2所述的高速加工切削温度测量用红外辐射测温仪，其特征在于: 所述光纤支撑架为可多向旋转的支撑架，该支撑架能够相对被测目标的距离和角度在水平方向和垂直方向上进行任意调整。4.根据权利要求2所述的高速加工切削温度测量用红外辐射测温仪，其特征在于: 所述光纤保护套管为靠近被测刀具一侧端头处贴装有红外硫系玻璃薄片的瓷质套管。5.根据权利要求2所述的高速加工切削温度测量用红外辐射测温仪，其特征在于: 所述光纤采用硫系玻璃光纤，该硫系玻璃光纤一端端面经研磨后套入光纤保护套管中。6.根据权利要求1所述的高速加工切削温度测量用红外辐射测温仪，其特征在于: 所述斩波器包括微型电机以及由所述微型电机驱动的斩波器圆盘；所述斩波器圆盘沿圆周方向均匀布设若干长方形孔，上述长方形孔在随着斩波器圆盘转动时将所述红外光线采集器采集到的红外光线连续信号转变为断续信号。7.根据权利要求1所述的高速加工切削温度测量用红外辐射测温仪，其特征在于: 所述光电变换元件为依次重叠布设的砷化铟InAs、锑化铟InSb、碲镉汞MCT三种光电变换元件，同时将所述三种光电变换元件封装于真空容器中。
【专利摘要】本实用新型公开了一种高速加工切削温度测量用红外辐射测温仪，包括：红外光线采集器；用于将所述红外光线采集器采集到的红外光线连续信号转变为断续信号的斩波器；对应设置在所述斩波器后侧的集光凸透镜，该集光凸透镜用于接收所述断续信号并进行集光处理；对应设置在所述集光凸透镜后侧的光电变换元件，该光电变换元件用于将集光处理后的光信号转换成对应的电信号；连接所述光电变换元件的信号放大装置，该信号放大装置将所述电信号进行信号放大处理；连接所述信号放大装置的数字示波记录仪，该数字示波记录仪用于实时保存信号放大处理后的信号数据。本实用新型具有结构新颖、反应速度快、测量精度高、测温范围大，可对微小目标进行温度测定的特点。
【IPC分类】B23Q17/24, B23Q17/09
【公开号】CN204843716
【申请号】CN201520614450
【发明人】周智鹏, 王春
【申请人】大连交通大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月14日