中国国际模具网 序 言
焊接温度场的实时测量技术是焊接过程与质量控制技术中的一个重要的研究方面，近几年的研究结果表明图像比色测温方法的测量焊接温度场方面有相当大的发展前途。
中国国际模具网 比色测温法在光路结构上有两种方案可供选择：（1）单通道型。使用一个光检测装置分时接受热辐射束；再采用两种不同波长滤光片来处理此热辐射束；（2）双通道型。使用两个光检测装置同时接受热辐射束，再使其经过各自滤光片后射入到各自检测装置上进行处理。单通道型的优点在于使用一个摄像机，光路简单，便于调整。但采用单道型的测温系统，往往要通过电机来分时切换两种滤光片以取得不同波长的两幅热辐射图像，从而使系统响应速度慢，并使图像采集装置复杂。双通道型的优点是响应速度快，但光路复杂，不便调整。
为了综合上述两种方法的优点，本文研制了一种新颖的比色测温系统，这种系统的特点是采用一种双波长的红外滤光片，这样就可以用单镜头在一幅图像中同时得到两幅不同波长的热辐射图像信息，再利用比色测温原理对该图像进行处理，实时测量出近熔化区的焊接温度场。这种系统不必采用分时切换滤光片的机构，因而结构简单，实用性好，适用于焊接现场。
1.系统基本工作原理
本文研制的双波长红外图像处理系统主要由双波长波光片、ccd摄像机、数字图像卡、计算机等组成。
其基本工作原理为：（1）采用双波长红外滤光片得到焊接熔池两种不同波长的图像信息，进行比色测温计算；（2）从焊缝正面摄取图像。通过将ccd镜头置于焊炬的后边，避开弧光的干扰，*大程度地摄取熔池热图像。双波长滤光片的具体结构形式是，用左右两个不同波长的半圆滤光片拼接成一个整圆滤光片，其两个半园的波长值根据比色测温的要求而设计。在系统中安装双波长滤光片时，将其接缝对准焊接熔池中心，使熔池左边辐射的一种波长的光线通过左半园滤光片后的光轴的右边成像，而熔池右边辐射的另一波长的光线���过右半园滤光片后在光轴的左边成像。这样，当用一台ccd摄像机摄取焊接熔池图像时，就可同时在一幅图像的两半边取得两种波长的焊接温度红外（灰度）图像，如图1所示。由于焊接温度场在正常情况下是对称的，既沿熔池中心线左右对称，如果考虑双波长滤光片的中间接缝很窄可以忽略不计，则可以认为在接缝两边的温度场是对称的。这样就可以通过将狭缝两边对称点上的两个波长的信息视作同一温度下的双波长信息进行比色测温计算，进行在线定标，求出该点的温度。