宽光谱自动变光焊接护目镜测量技术研究

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自动变光焊接护目镜能根据焊接弧光光强自动调整其透过率,在焊接全过程都能让焊工清晰地看清周围环境以及焊点。弧光的光谱范围是200~2000nm。但已研制的综合测试仪,因遵从国家标准的简化推荐测量方案,只能在较窄的固定波长进行测量,为满足计量检定部门的“全光谱”检定要求,本研究分析了光谱范围对自动变光焊接护目镜性能指标的影响,重新设计了综合测试仪的相关部分结构。论文的主要工作如下:1、分析原有综合测试仪相关测量系统的不足,根据计量检定部门的要求提出了改进型自动变光焊接护目镜测试系统的整体结构设计。2、利用氘灯和卤钨灯设计了一种涵盖200~1200nm波长的宽光谱共轴光源,及与其适配的机械夹持及调整机构,并对新型光源的光强稳定性进行了测试分析,在全光谱下的光强稳定性为0.04%。3、设计了与新型光源相匹配的双色探测器光电信号采集电路和处理电路,利用单片机控制可变增益微弱电流放大及滤波电路,实现了对1n A~1m A的光电流信号的自动测量。4、对原有测控软件进行了重新设计,使各功能部分子程序更加清晰明确,包括以单片机为核心的大量程光电传感信号自动换挡采集程序、遮光号测量程序、透射比均匀性测量程序、角度依赖性测量程序。5、分析了光源变动对透射比和遮光号的影响,并进行了遮光号测量的实验验证。实验结果显示,光源变动对遮光号测量值的影响不超过±0.1,与理论分析基本一致。测量系统能够对自动变光焊接护目镜3~12号遮光号进行准确测量,测量流程简洁高效,且具有良好的重复性,验证了测量系统的可行性。
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