高频焊管线抗中频炉谐波干扰的焊缝温度检测记录装置的制作方法

本发明涉及到电气自动化领域，特别涉及到一种高频焊管线抗中频炉谐波干扰的焊缝温度检测记录装置。

背景技术：

高频焊管线上的中频炉设备所起到的作用是：通过中频炉感应设备产生的热量对高频管焊缝进行热处理，该设备通过调整功率、频率达到改变焊缝温度，从而起到改善焊缝的硬度、塑性、韧性、残余应力的作用。中频炉设备内的焊缝温度检测值是给操作人员判断是否需要调整中频炉功率、频率的依据，直接决定焊缝的热处理质量。而国内焊管行业中频炉设备大部分采用无锡应达工业有限公司的产品，该公司为美国应达集团在华独资子公司，而现有技术中使用的中频炉设备，常常存在plc温度检测电气回路容易受中频谐波的干扰，导致温测不准确这一问题，另外现有技术中多数的中频炉设备缺乏温度实时记录且存储于工控机的功能，无法实现历史数据追溯。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高频焊管线抗中频炉谐波干扰的焊缝温度检测记录装置。本发明所需解决的技术问题是：焊缝温度检测记录装置能抗中频炉谐波的干扰，并且能对焊缝温度实时存储记录，便于后期质量分析时，进行数据追溯。

本发明的设计思想是：1、装置采用双传感器感应，在后期通过逻辑编程控制器（plc）中的cpu运算时取平均值，减少由于传感器制造误差所带来的检测误差；2、传感器本身的检测电流信号并不直接输送给逻辑编程控制器（plc）中的电流ai模块，而是通过信号隔离转换器进行谐波滤除，然后再输送给逻辑编程控制器（plc）中的电流ai模块；3、对传感器、隔离转换器器、逻辑编程控制器（plc）中的电流ai模块使用同一个隔离直流开关电源进行dc24v供电，确保供电信号的负极同电位，对外部信号的窜入有抑制作用。

焊缝温度检测记录装置采用信号隔离转换器的作用是：1、将输入的信号进行谐波滤除，2、输出同等电流值的信号源供给外部设备，信号隔离转换器滤除谐波成分后，输出干净的两路焊缝温度对应的电流信号给逻辑编程控制器（plc）中的电流ai模块，逻辑编程控制器（plc）中的cpu通过内部运算将焊缝温度电流信号转换为温度数字信号，经逻辑编程控制器（plc）网络扩展模块通过网线传输给至工控机中的网卡，工控主机中所装的应用软件通过网卡，每半秒实时获取的温度值并记录储存于硬盘，同时可通过显示器予以实时显示，温度检测数据可供后期查询。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种高频焊管线抗中频炉谐波干扰的焊缝温度检测记录装置，包括：直流隔离开关电源、一号温度传感器、二号温度传感器、信号隔离转换器、cpu、电流ai模块、网络扩展模块、网卡、工控主机和显示器，所述装置在中频炉的右侧装有一号温度传感器和二号温度传感器，一号温度传感器和二号温度传感器垂直装在钢管的上方，直流隔离开关电源用电缆线分别与一号温度传感器、二号温度传感器、信号隔离转换器和逻辑编程控制器（plc）中的cpu相连接，一号温度传感器和二号温度传感器分别用带屏蔽层的信号线与信号隔离转换器相连接，信号隔离转换器的两个输出端分别用带屏蔽层的信号线与逻辑编程控制器（plc）中的电流ai模块相连接，逻辑编程控制器（plc）中的网络扩展模块用数据线与装在工控主机中的网卡相连接，工控主机用数据线与显示器相连接。

所述装置中的一号温度传感器和二号温度传感器垂直装于钢管焊缝上方的15-20厘米处。

所述装置中的一号温度传感器、二号温度传感器、信号隔离转换器和电流ai模块，共同使用直流隔离开关电源进行直流24v供电，且一号温度传感器、二号温度传感器、信号隔离转换器和电流ai模块的供电负极短接在一起。

逻辑编程控制器（plc）由cpu、电流ai模块和网络扩展模块构成，电流ai模块将模拟量电流信号转换为初始数字量，该转换后的数字量经背板上的总线传输给cpu，cpu通过内部运算将此初始数字量转换为温度值数字信号；经网络扩展模块与网线遵循profinet协议传输给工控机中所装的网卡。

本申请所使用的抗中频炉谐波干扰温度检测cpu及其模块的型号为：逻辑编程控制器（plc）中cpu的型号为：西门子315-2dp，逻辑编程控制器（plc）中电流ai模块的型号为：西门子6es7-334-0ce01-0aa0型模拟量检测模块，逻辑编程控制器（plc）网络扩展模块的型号为：西门子cp343-1网络模块，工控机所装网卡的型号为：西门子cp1613型网卡。

与现有技术相比，本发明的积极效果为：

1、该装置中的信号隔离转换器将传感器所采集的信号滤除谐波成分后，输出两路干净的焊缝电流信号给逻辑编程控制器（plc）中的电流ai模块，逻辑编程控制器（plc）中的cpu通过内部运算将焊缝温度电流信号转换为温度数字信号，经逻辑编程控制器（plc）网络扩展模块通过网线传输给至工控机所装的网卡；

2、该装置工控主机中所装的应用软件通过西门子cp1613型网卡，每半秒实时获取的温度值并记录储存于硬盘；

3、该装置通过显示器将获取的温度值予以实时显示，存储的温度检测数据可供后期查询或使用；

4、该装置可抗中频炉谐波干扰，对中频炉焊缝温度进行准确检测，并且可对温度进行实时记录和存储，便于后期质量追踪。

附图说明

图1、高频焊管线抗中频炉谐波干扰的焊缝温度检测记录装置的机构示意图。

图中：1、直流隔离开关电源，2、一号温度传感器，3、二号温度传感器，4、信号隔离转换器，5、cpu，6、电流ai模块，7、网络扩展模块，8、网卡，9、工控主机，10、显示器，11、中频炉，12、钢管，13、钢管焊缝，14、带屏蔽层信号线,15、电缆线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。

参见图1，一号温度传感器2和二号温度传感器3安装于靠近中频炉11右侧，且垂直于钢管焊缝13上方15-20cm处，隔离直流开关电源1与一号温度传感器2、二号温度传感器3分别用电缆线15相连接，同时隔离直流开关电源1分别用电缆线15与信号隔离转换器器4和逻辑编程控制器（plc）中的cpu5相连接，一号温度传感器2和二号温度传感器3分别用带屏蔽层信号电缆14与信号隔离转换器4相连接，信号隔离转换器4的输出端分别用带屏蔽层信号电缆14与逻辑编程控制器（plc）中的电流ai模块6中的1号通道和2号通道相连接，逻辑编程控制器（plc）中的网络扩展模块7通过网线与网卡8相连，工控主机9通过视频线与显示器10相连。

使用时，一号温度传感器2、二温度传感器3将获取钢管12上的钢管焊缝13的焊缝温度电流信号，通过带屏蔽层的信号线14输出给信号隔离转换器4，信号隔离转换器4通过滤除谐波成分后，输出两路干净的焊缝温度对应的电流信号给电流ai模块6，电流ai模块6将模拟量电流信号转换为初始数字量，转换后的数字量经背板总线传输给cpu5，cpu5通过内部运算将此初始数字量转换为温度值数字信号；经网络扩展模块7通过网线并遵循profinet协议传输给装在工控机9中的网卡8；工控主机9中所装的应用的软件通过网卡8，每半秒实时获取此温度值并记录储存于硬盘，并通过显示器10予以实时显示，录储存于硬盘中的温度检测数据可供后期查询使用。

实例检测结果

频炉温度使用本申请的检测装置测出的温度与手持标准测温仪检测的温度对比表格如下：

表1在中频炉开机生产的情况下进行测量

通过上表中的数据可看出：由于中频炉谐波干扰，未使用本申请装置测量的温度误差平均在9.86%，使用本申请装置测量的温度误差平均在1.34%。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有的部件连接和步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以根据中频炉开机生产情况进行重新组合或调整。本说明书（包括权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

以上所述仅是本发明的非限定实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思和不作出创造性劳动的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。