[发明专利]用于确定工件特性的系统和方法

说明书

一种加热系统包含：电源，连接到加热器以经由所述加热器来加热工件；以及控制器。所述控制器被配置成接收第一温度测量信号，所述第一温度测量信号对应于工件的第一温度。控制器开启电源以激活加热器来加热工件，响应于加热工件而接收第二温度测量信号，所述第二温度测量信号对应于工件的第二温度。控制器基于第一温度和第二温度而计算工件的温度改变，并且基于温度改变而确定工件的物理特性。

技术领域

本申请公开一种用于确定工件特性的系统和方法。

背景技术

焊接是已在各种行业和应用(例如，建筑、造船等)中变得普遍存在的工艺，用于将多件较大较厚的钢(或其它材料)焊接在一起。当焊接较厚工件(例如，钢或其它材料)时，通常需要沿着焊接路径预加热工件。例如，在正焊接高合金钢时，预加热会沿着焊接路径升高工件的温度以确保填料金属较全面地结合到工件。在不进行预加热的情况下，很有可能填料金属将不会与工件正确地结合，并且可导致缺陷。

发明内容

提供用于工件的特性(例如，工件的大小)的自动检测的方法和系统，实质上如附图中的至少一幅所图示以及结合附图中的至少一幅所描述，如权利要求书中更全面地阐述。

附图说明

图1图示根据本公开的方面的用于确定工件的特性的系统的实例实施方案。

图2是根据本公开的方面的用于确定工件的特性的实例特征的框图。

图3是图示用于确定工件的特性的实例方法的流程图。

附图未必按比例绘制。适当时，类似或相同附图标记用于表示类似或相同部件。

具体实施方式

通常，将焊接具有不同性质(例如，厚度、直径等)的两个工件。因此，施加相同量的电力以加热每一工件可能破坏一个工件(例如，较小、较薄的工件)的整体性，相比另一工件(例如，较大、较厚的工件)而言。因此，需要用于检测工件的特性(例如，热质量、大小等)并施加电力以适当地加热所检测的大小的工件的系统。

公开用于在焊接型环境中基于温度改变来确定工件的特性的方法和系统。例如，系统可基于特性来确定在焊接之前将工件加热到焊接前温度而不破坏工件的整体性所需的电力的量。

所公开的实例系统通过激活一个或更多个加热器(例如，感应加热系统、电阻加热系统或其它适当加热器)来确定特性(例如，诸如热质量、大小等物理特性)。工件的温度由处于正被加热器加热的工件处或附近的一个或更多个温度传感器(例如，热敏电阻、红外线(IR)传感器等)测量。在实例中，系统响应于加热器的激活而计算在一个或更多个传感器处检测的温度改变(例如，激活前温度与激活后温度相比)。基于温度改变，可确定工件的热质量。

此外或作为替代，其它变量可增强确定的准确性。例如，被供应到加热器的能量的量、正使用的加热器的类型和大小、与工件的性质相关的信息等可用于基于温度改变来确定工件的热质量。类似于热导率，热质量表示材料吸收且存储热能的能力的度量。在高密度材料(例如，金属、混凝土等)中，需要大量热能以改变材料的温度。因此，高密度材料具有高热质量，并且轻质材料具有低热质量。

系统也可包含存储器装置，其中存储器装置包含将温度改变值与工件的对应特性相关联的值的列表。通过参考值的列表，控制器可识别对应于所计算的温度改变的温度改变值。通过此比较，控制器能够通过查找存储器装置中所列出的对应温度改变而识别特性(例如，工件的热质量和/或大小)。

通往加热器(例如，感应线圈)的输出电力因此响应于所确定的工件特性而受到控制。通常，针对较大和/或大块的工件，需要较多电力。控制器可响应于直接和/或间接温度测量(例如，以热电偶来进行直接接触，使用IR传感器等)而自动地调整电力。