一种高速加工切削温度测量用红外辐射测温仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种红外测温装置，具体的说是涉及一种高速加工切削温度测量用红外辐射测温仪。
【背景技术】
[0002]近来，高速加工的应用越来越广泛，其中小型刀具高度铣削加工占有重要地位。在小型球面铣刀对复杂曲面进行高速加工的过程中，由于刀体体积小、转速高、散热慢，使得其对应的切削温度回升至很高，而极高的切削温度则会对刀具寿命和加工质量造成很大影响，因此准确把握切削温度对延长刀具寿命和提高加工质量都有重要意义。
[0003]目前切削温度的实时测量有很多种方法，如埋设热电偶法等，但是因其各自的其局限性很难将其应用到小型刀具的高速铣削加工的温度测量中；同时鉴于小型刀具具有体积小、转速快，沿刀刃的温度分布变化大等特点，因此需要开发一种新型的具有极高的反应速度、较大的测温范围以及对微小区域能够进行测温的测温装置，以克服以往的测温手段很难同时具备这些特点，进而满足小型铣刀高速加工中准确地测得切削温度的使用需求。
【发明内容】
[0004]鉴于已有技术存在的缺陷，本实用新型是要提供一种高速加工切削温度测量用红外辐射测温仪，该红外辐射测温仪具备测温范围大、跟踪速度快、能够对微小目标进行精准测量等特点。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案:
[0006]—种高速加工切削温度测量用红外辐射测温仪，其特征在于:
[0007]包括
[0008]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；
[0009]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；
[0010]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；
[0011]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；
[0012]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；
[0013]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。
[0014]进一步的，所述红外光线采集器包括:
[0015]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；
[0016]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；
[0017]以及用于采集被测刀具发射出的红外光线的光纤。
[0018]优选的，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，用于根据需要测量任意位置和角度的切削温度。
[0019]优选的，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，红外光在通过该特种玻璃薄片时损失极低，且这种结构具有可以保护光纤端面不被高温熔化并且具有防止切肩破坏光纤端面和防尘灯等作用。
[0020]优选的，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，其可对直径数十到数百um的微小目标区域进行、常规方法难以测定的复杂形状目标，角落等处的温度进行测定，也可对目标进行钻孔，对其内部温度进行测定。
[0021]进一步的，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。
[0022]进一步的，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。
[0023]与现有技术相比，本实用新型的有益效果:
[0024]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，其可用于车、铣、钻等切削温度的实时测定，尤其是对小型刀具高速加工的切削温度尤其有效，亦可用于激光加工，如激光牙科治疗时的温度测定及其他使用常规方法难以进行的测温场合。
【附图说明】
[0025]图1为本实用新型所述的红外辐射测温仪对应的结构示意图；
[0026]图2为本实用新型所述的斩波器圆盘示意图；
[0027]图中:0、磁性底座，1、光纤支撑架，2、红外硫系玻璃薄片，3、光纤保护套管，4、光纤，5、斩波器，51、微型电机驱动，52、斩波器圆盘，521、长方形孔，6、集光凸透镜，7、光电变换元件，8、信号放大装置，9、数字式示波记录仪。
【具体实施方式】
[0028]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。
[0029]为了有效解决高速加工中切削温度的精准测量的问题，本实用新型设计了一种新型的多层结构的红外辐射测温仪，该测温仪可实现对小型球面铣刀的切削温度的非接触测量，可追踪高速移动的测量点的红外信号，其包括红外光线采集器、斩波器、集光凸透镜、三种重叠布置的光电变换元件、信号放大装置以及数字式示波记录仪；对应的工作过程为:被测目标发射出的红外光线经红外光线采集器采集引入，经过斩波器变为断续信号，再经过集光凸透镜集光后被引入到叠层布置的砷化铟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示波记录仪接收存储，之后通过将3组电信号进行求比处理，再根据事先的标定结果得出被测温度。
[0030]具体的，如图1所示，本实用新型所述的红外辐射测温仪，包括:
[0031]1.红外光线采集器:该红外光线采集器用于采集被测刀具发射出的红外光线且其能够随着被测刀具的移动进行同步移动；所述红外光线采集器包括:
[0032]带有磁性底座O的光纤支撑架I，其通过该磁性底座O安装于距离被测刀具一定距离的机床床身上，以实现随着被测刀具的移动进行同步移动的目的，同时所述光纤支撑架I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，用于根据需要测量任意位置和角度的切削温度；
[0033]连接所述光纤支撑架1，用于套装光纤4的光纤保护套管3，所述光纤保护套管3其靠近被测刀具一侧端头处贴装有特种光学玻璃薄片-红外硫系玻璃薄片2的瓷质套管，红外光在通过该玻璃薄片时损失极低，且这种结构具有可以保护光纤端面不被高温熔化并且具有防止切肩破坏光纤端面和防尘灯等作用；
[0034]以及用于采集被测刀具发射出的红外光线的光纤4，该光纤4采用硫系玻璃光纤一优选红外光纤IRF250，直径优选为0.3_，将该硫系玻璃光纤一端端面经研磨后套入光纤保护套管3中，其可对直径数十到数百um的微小目标区域进行、常规方法难以测定的复杂形状目标，角落等处的温度进行测定，也可对目标进行钻孔，对其内部温度进行测定。
[0035]2.对应设置在所述红外