[发明专利]一种电弧电流密度的差分测量方法及装置

权利要求书

1.一种电弧电流密度的差分测量装置,其特征在于所述装置包括工作台(9)、固定在工作台(9)上的竖直滑动槽、固定在竖直滑动槽上的第一电机、设置在竖直滑动槽上的第一丝杠(2)、设置在第一丝杆上的第一滑动块、设置在第一滑动块上的焊枪夹持件、垂直设置在焊枪夹持件上的TIG焊枪，固定在测量平台上的水平滑动槽、设置在水平滑动槽上的运动辅助块(7)、设置在水平滑动槽上的第二丝杠(8)、装配在第二丝杠(8)上的第二电机(1)、固定在运动辅助块(7)上的电流传感器(6)，所述的电流传感器(6)垂直设置在TIG焊枪下方，通过数据传输线将电流传感器(6)、宇波模块(12)和计算机处理系统(13)相连接,其中，第一滑动块在第一丝杠(2)的带动下，垂直于竖直滑动槽做水平进动；运动辅助块(7)在第二丝杠(8)的带动下，沿着水平滑动槽做水平方向的滑动。

2.根据权利要求1所述的电弧电流密度的差分测量装置,其特征在于所述的电流传感器(6)包括外壳、上接收铜板(4)、下接收铜板，所述外壳内部为空腔，空腔内底部设置下接收铜板，顶部设置上接收铜板(4)，上接收铜板(4)中心开一细缝(5),所述的细缝(5)宽度为0.5-1mm。

3.根据权利要求1所述的电弧电流密度的差分测量装置,其特征在于上接收铜板(4)和下接收铜板均由紫铜制成。

4.根据权利要求1所述的电弧电流密度的差分测量装置,其特征在于所述上接收铜板(4)和下接收铜板的厚度为0.5-1mm，所述外壳为铝制，内壁喷涂陶瓷。

5.根据权利要求1所述的电弧电流密度的差分测量装置,其特征在于在所述外壳底部四角设置调节螺丝。

6.一种电弧电流密度的差分测量方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

(a) 第二电机(1)带动第二丝杠(8)，使得电弧(3)沿细缝(5)长度方向对其扫描，当电弧(3)在扫描过程当中经过细缝(5)时，电弧(3)中的部分带点粒子会经由细缝(5)进入电流传感器(6)被电流传感器(6)吸收，经由传输电路导入计算机处理系统(13)，所得数据为x₁,x₂,x₃,x₄,……x_n，此为有效信号，用于数据处理；

(b) 当电弧完成正程扫描时，由第一丝杠(2)带动电弧(3)完成垂直于细缝(5)方向移动一个步进量，然后进行回程扫描，回程扫描中，电弧(3)中部分带点粒子会经由细缝(5)进入电流传感器(6)被电流传感器(6)吸收，由于电弧(3)反向偏摆，因此该组数据为无效数据，不予以采用；

(c) 完成（b）后沿原路径做一次正程扫描，为第二组有效信号，用于数据处理；

(d) 由于第一电机(1)通过第二丝杠(8)带动工作台(9)沿一维方向移动，传动误差可忽略，近似认为为平稳传动，故而电弧(3)由于电流传感器(6)运动带来的偏摆在稳定后保持不变，设细缝(5)的宽度为△y，在正程扫描过程当中所得数据分别分x₁ x₂ x₃……x_n，则每组数据中所采集到的电流密度为f_i(x,y)=（x_i—x_i-1）/△y，由于细缝(5)宽度过小，因而忽略其大小，近似得到f(x,y)=（x_i—x_i-1），得出图形即为电弧电流密度分布曲线；

(e) 重复（a）（b）（c）n次，即得到整个电弧(3)在工作面上运动条件下的电流密度。

7.根据权利要求6所述的电弧电流密度的差分测量方法，其特征在于步骤(a)中所述的电流传感器(6)包括外壳、上接收铜板(4)、下接收铜板，所述外壳内部为空腔，空腔内底部设置下接收铜板，顶部设置上接收铜板(4)，上接收铜板(4)中心开一细缝(5),所述的细缝(5)宽度为0.5-1mm。