专利名称：水下湿法焊接实时监控系统的制作方法
技术领域：
水下湿法焊接实时监控系统技术领域[0001]本实用新型属于水下作业设备，具体地说，涉及一种水下湿法焊接实时监控系统。
技术背景[0002]水下湿法焊接实时监控系统包括水下湿法焊接摄像机和水下湿法焊接专用高亮 度LED照明设备。[0003]所谓湿法焊接是指焊接材料直接与水相接触，在水中引弧并维持电弧在不断产生 的气泡中燃烧的焊接技术。水下湿法焊接由于受水的影响，其焊接方法与焊接设备都比陆 上的复杂很多，复杂的水下环境及水下压力等多种因素都可能导致焊接过程不稳定。为了 提高焊接质量，需要对焊接电弧形态进行摄像检测分析，以便更好的研究水下焊接电弧机 理、控制焊接过程、优化焊接工艺参数，因此水下湿法焊接摄像机就尤为重要。现有的焊接 摄像机在防水和抗压方面尚不能满足规定的要求，工作的可靠性差，故障率高，因而未能全 面应用，给水下焊接实时检测带来了困难。[0004]由于水下焊接焊区周围不是空气而是水，水对光的吸收、反射和折射比空气中强 得多。因此，光在水中传播时减弱得很快，水中的能见度很差，再加上焊接时电弧四周的大 量气泡和烟雾，使水变得紊流扰动，潜水员在进行水下焊接时难以看清电弧和熔池情况。为 了改善能见度，需要开发适应深水环境的高亮度照明设备，以便为在水下黑暗环境的焊接 工作提供良好的照明条件，提高水下环境的可视性。目前水下焊接时所用的水下灯的材质 多为塑料，这种材料不适合在深水环境使用，同时水下灯多为普通的LED灯，亮度较低，不 适合深水环境使用。另外，当需要使用高强度灯光时，灯体的发热量增大，在深水使用时，前 端的光学玻璃容易爆裂，工作可靠性差，由于上述问题的存在，因而未能全面应用。发明内容[0005]本实用新型提供了一种水下湿法焊接实时监控系统，该监控系统的水下湿法焊接 摄像机具有防水、抗压能力高，能够对水下湿法焊接过程的电弧形态进行实时检测等特点； 该监控系统的水下湿法焊接专用高亮度LED照明设备具有防水、抗压能力高，体积小、发光 效率高，安装方便，使用安全可靠等特点。[0006]本实用新型的技术方案是，一种水下湿法焊接实时监控系统，所述监控系统包括 水下湿法焊接摄像机和水下湿法焊接专用高亮度LED照明设备，[0007]所述水下湿法焊接摄像机包括摄像机壳体、摄像机和滤光片，所述摄像机装在所 述摄像机壳体内，所述滤光片位于所述摄像机前面，在所述摄像机壳体前端设有摄像机前 端盖，所述滤光片前面和背面均设有密封件，所述摄像机前端盖与所述摄像机壳体通过螺 纹连接，将所述滤光片前面和背面的密封件密封，所述摄像机的复合电缆从所述摄像机壳 体后端引出，引出处设有密封件，并通过密封端盖与所述摄像机壳体的后端螺纹连接固[0008] 所述水下湿法焊接专用高亮度LED照明设备包照明括壳体、LED光源和光学玻璃片，所述照明壳体前部设有凹腔，所述LED光源安装在照明壳体的凹腔内，光学玻璃片位于 所述LED光源前面，在所述照明壳体前端面设有照明前端盖，光学玻璃片前面和背面均设 有密封件，照明前端盖与所述照明壳体通过螺纹连接，将所述光学玻璃片前面和背面的密 封件密封。[0009]在本实用新型的技术方案中，所述水下湿法焊接摄像机还具有以下附加技术特 征[0010]所述摄像机前端盖和所述摄像机壳体的密封件处开有凹槽，所述密封件为O型密 封圈，所述O型密封圈装在所述凹槽内，所述摄像机前端盖的凹槽和所述摄像机壳体的凹 槽相对称地开在所述滤光片两侧的位置处。[0011]所述摄像机壳体设有套筒，所述套筒将所述摄像机定位在所述摄像机壳体中，所 述套筒是由前、中、后套筒所构成，所述前、后套筒的外径与所述摄像机壳体的内径相适配， 所述前、后套筒的内径与所述摄橡机的外径相适配，所述中套筒位于所述前、后套筒之间。[0012]所述摄像机壳体后端具有密封端头，后端的密封件设在所述密封端头内，所述密 封端头内还设有密封压件，所述密封端盖与密封端头通过螺纹连接固紧，所述后端密封件 为橡胶制成，该后端密封件与密封压件的接触面为中间高周边低的外凸斜面，所述密封压 件为内凹斜面，两者配装在一起，复合电缆从后端密封件与密封压件的中间引出，所述复合 电缆从所述摄像机壳体引出处的孔内装有橡胶圈。[0013]所述摄像机壳体上固定有连接杆，所述连接杆上设有至少一个与潜水员头盔相配 装的通孔或螺孔，所述连接杆设在所述摄像机壳体的中前部或中部。[0014]在本实用新型的技术方案中，所述水下湿法焊接专用高亮度LED照明设备还具有 以下附加技术特征[0015]LED光源的供电电缆从照明壳体后端引出处设有密封压件，并通过密封端盖与照 明壳体的后端螺纹连接固紧该密封压件。[0016]在所述光学玻璃片前面和背面的密封件的照明壳体和照明前端盖上均开有密封 件凹槽，两个密封件凹槽相对称地开在光学玻璃片两侧的位置处，每一凹槽内均装有O型 密封圈，构成双面密封。[0017]所述照明壳体上具有间隔排列的多个散热片，多个所述散热片之间的空隙为散热槽。[0018]所述照明壳体上固定有连接杆，该连接杆由大螺母与照明壳体的螺纹连接旋紧固 定在所述照明壳体上，该连接杆设在照明壳体的中后部或后部，该连接杆上设有至少一个 与潜水员头盔相配装的通孔或螺孔。[0019]所述照明壳体呈圆台形，大直径为前端，小直径为后端。[0020]本实用新型监控系统中的水下湿法焊接摄像机，包括变焦摄像机、摄像机壳体、摄 像机前端盖、滤光片、摄像机后端盖、复合电缆组成，其中，变焦摄像机通过前、后两个尼龙 套筒固定在壳体内，为了防止尼龙套筒在壳体内窜动，通过中套筒对两个尼龙套筒进行限 位。壳体的前端安装O型密封圈，摄像机前端盖内也安装O型密封圈，由摄像机前端盖将滤 光片固定在摄像机壳体前端，摄像机前端盖与摄像机壳体通过螺纹连接，两个O型密封圈 对摄像机壳体和摄像机前端盖之间起到双面密封作用，同时也防止滤光片被压碎。摄像机 壳体的后端安装密封压件和橡胶密封圈，密封端盖与摄像机壳体通过螺纹连接，密封端盖将密封压件和橡胶密封圈压紧，变焦摄像机的复合电缆通过橡胶密封圈、密封压件和密封端盖引出，再与船上视频监控机相连。连接杆通过螺钉与壳体相连，使用连接杆可以将水下湿法焊接摄像机安装在潜水头盔上。该水下湿法焊接摄像机结构简单，安装方便，为双面全密封设计，具有一定的抗压能力，可以在水下30m左右的范围内使用。其中的滤光片能够大大降低焊接电弧强光的干扰，可以清晰地监控电弧形态，对水下焊接过程进行实时检测与控制对于提高水下焊接过程稳定性具有重要的技术效果。[0021 ] 本实用新型监控系统中的水下湿法焊接专用高亮度LED照明设备，包括LED光源、 照明壳体、照明前端盖、光学玻璃片、密封端盖、供电电缆组成，其中，LE D光源与照明壳体凹腔处的螺纹孔通过螺纹连接，将LED光源固定在所述照明壳体的凹腔处。照明壳体的前端安装O型密封圈，照明前端盖内也安装O型密封圈，由照明前端盖将光学玻璃片固定在照明壳体前端，照明前端盖与照明壳体通过螺纹连接，两个O型密封圈对照明壳体和照明前端盖之间起到双面密封作用，同时也防止光学玻璃片被压碎。照明壳体的后端安装密封压件和橡胶密封圈，密封端盖与照明壳体通过螺纹连接，密封端盖将密封压件和橡胶密封圈压紧，LED光源的供电电缆通过橡胶密封圈、密封压件和密封端盖引出，再与船上供电电源相连。连接杆通过大螺母与壳体相连，使用连接杆可以将本实用新型安装在潜水头盔上。该照明设备发光效率高，结构简单，安装方便，为双面全密封设计，具有一定的抗压能力，可以在水下60m的范围内使用，能满足深水环境下水下焊接的照明需要。[0022]所述LED光源为大功率LED，其发光效率高、亮度大、功耗低、环保等很多其它传统照明光源无法比拟的优势。[0023]所述壳体设有凹腔，凹腔处设有螺纹孔，所述螺纹孔与所述LED光源通过螺纹连接，将LED光源固定在所述壳体的凹腔内。由于LED光源直接与凹腔面接触，这样LED光源发光时所产生的热量直接通过凹腔传递到壳体，且通过壳体散热降温，使LED光源的工作温度得到了有效地控制，延长了 LED光源的使用寿命。
[0024]图1是本实用新型水下湿法焊接实时监控系统结构示意图；[0025]A、水下湿法焊接摄像机；B、水下湿法焊接专用高亮度LED照明设备；C、潜水员头盔[0026]图2是本实用新型水下湿法焊接实时监控系统中的水下湿法焊接摄像机结构示意图；[0027]其中，1、变焦摄像机，2、摄像机壳体，2-1、密封端头；3、摄像机前端盖，4、滤光片， 5、前套筒，6、后套筒，7、中套筒，8、O型密封圈，9、O型密封圈，10、密封端盖，11、密封压件， 12、复合电缆，13、橡胶密封圈，14、连接杆。[0028]图3是本实用新型水下湿法焊接实时监控系统中的水下湿法焊接专用高亮度LED 照明设备结构示意图；[0029]其中，1、LED光源，2、照明壳体，2-1、散热片，2-2、散热槽，3、照明前端盖，4、光学玻璃片，5、O型密封圈，6、O型密封圈，7、密封端盖，8、密封压件，9、供电电缆，10、橡胶密封圈，11、大螺母，12、连接杆。
具体实施方式
[0030]参见图1，本实用新型水下湿法焊接实时监控系统包括水下湿法焊接摄像机A和水下湿法焊接专用高亮度LED照明设备B，所述水下湿法焊接摄像机A和水下湿法焊接专用高亮度LED照明设备B分别设置在潜水员头盔C的上部两侧。[0031]参见图2，本实用新型水下湿法焊接实时监控系统中的水下湿法焊接摄像机包括摄像机壳体2、摄像机I和滤光片4,摄像机I装在摄像机壳体2内，滤光片4位于摄像机I 前面，在摄像机壳体2前端设有摄像机前端盖3，滤光片4前面和背面均设有O型橡胶圈8、 9，摄像机前端盖3与摄像机壳体2通过螺纹连接旋紧，将滤光片4前面和背面的O型密封圈8、9旋紧密封，摄像机I的复合电缆12从摄像机壳体2后端引出，在引出部位设有密封件，并通过密封端盖10与摄像机壳体2的后端螺纹连接固紧。[0032]就具体技术方案而言，在O型密封圈8对应的摄像机壳体2的位置处设有凹槽，O 型密封圈8装在凹槽内。同样，摄像机前端盖3也开有凹槽，O型密封圈9装在该凹槽内。 摄像机前端盖3的凹槽和摄像机壳体2的凹槽相对称地开在滤光片4两侧的位置处，从而构成双面密封，大大提高了密封效果。[0033]套筒是由前、中、后套筒5、7、6三部分所构成，前、后套筒5、6的外径与壳体2的内径相适配，前、后套筒5、6的内径与摄橡机I的外径相适配，中套筒7位于前、后套筒5、6之间，使前、后套筒5、6定位。前、后套筒5、6分别套在摄像机I的前后端,中间是中套筒7，由此将摄像机I的中心线与摄像机壳体2轴线相重合，并使摄像机I在摄像机壳体2中稳固定位，不会窜动。前、后套筒5、6可以采用尼龙制成。[0034]摄像机壳体2后〗而具有乾'封〗而头2-1，后〗而的乾'封件13设在乾'封〗而头2-1内，S 封端头2-1内还设有密封压件11，密封端盖10与密封端头2-1通过螺纹连接固紧。后端密封件13为橡胶制成，该后端密封件13与密封压件11的接触面为中间高周边低的外凸斜面，密封压件11为内凹斜面，两者配装在一起，复合电缆12从后端密封件13、密封压件11 及密封端盖10的中间引出。采用外凸斜面和内凹斜面的组配方式，可以将复合电缆12的弓I出部位充分压紧，从而形成可靠地密封。[0035]为了进一步提高密封效果，可以在复合电缆12从摄像机壳体2引出处的孔内加装有橡胶圈，以形成多重密封。[0036]为了使潜水员配戴水下湿法焊接监测专用摄像机，摄像机壳体2上通过多个螺钉固定有连接杆14，连接杆14上设有至少一个与潜水员头盔相配装的通孔或螺孔，图2中未示出。连接杆12可以设在摄像机壳体的中前部。通过连接杆12可以将本实用新型安装在潜水员的头盔上，并与作业船上视频监控机相连，能够对水下湿法焊接过程的电弧形态进行实时检测。[0037]参见图3，本实用新型水下湿法焊接实时监控系统中的水下湿法焊接专用高亮度 LED照明设备包括照明壳体2、LED光源I和光学玻璃片4，LED光源I安装在照明壳体2的凹腔内，光学玻璃片4位于所述LED光源I前面，在照明壳体2前端设有照明前端盖3，光学玻璃片4前面和背面均设有密封件，照明前端盖3与照明壳体2通过螺纹连接，将光学玻璃片4前面和背面的密封件密封，LED光源I的供电电缆9从照明壳体2后端引出处设有密封件，并通过密封端盖7与照明壳体2的后端螺纹连接固紧。[0038]就具体技术方案而言 ，在O型密封圈5对应的照明壳体2的位置处设有凹槽，O型密封圈5装在凹槽内。同样，照明前端盖3也开有凹槽，O型密封圈6装在该凹槽内。照明 前端盖3的凹槽和照明壳体2的凹槽相对称地开在光学玻璃片4两侧的位置处，从而构成 双面密封，同时也防止照明前端盖3与照明壳体2的螺纹旋紧时，光学玻璃片4被压碎。[0039]为了使潜水员配戴水下湿法焊接摄像机，所述照明壳体2上固定有连接杆12，所 述连接杆12由大螺母11与所述照明壳体2螺纹连接旋紧固定在所述照明壳体2上，所述 连接杆12上设有至少一个与潜水员头盔相配装的通孔或螺孔，图3中未示出。连接杆12 可以设在照明壳体2的中后部。通过连接杆12可以将本实用新型的照明设备安装在潜水 员的头盔上。[0040]所述照明壳体上具有间隔排列的多个散热片2-1，多个所述散热片之间的空隙为 散热槽2-2。所述照明壳体2呈圆台形，大直径为前端，小直径为后端。[0041]本实用新型监控系统中的水下湿法焊接专用高亮度LED照明设备，亮度大，能满 足深水环境下水下焊接的照明需要，使得潜水员在进行水下焊接时能够看清电弧和熔池情 况，提高水下焊接的工作效率，并且照明壳体上具有多个散热片2-1结构，这种结构增大了 照明壳体2外侧与水的接触面积，使照明壳体2传导的热量能够最大限度的得到水冷，实现 了直接水冷降温的目的。[0042]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非是对本实用新型作其它形式的限 制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化 的等效实施例。凡未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实 施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
权利要求1.一种水下湿法焊接实时监控系统，所述监控系统包括水下湿法焊接摄像机和水下湿法焊接专用高亮度LED照明设备，其特征在于所述水下湿法焊接摄像机包括摄像机壳体、摄像机和滤光片，所述摄像机装在所述摄像机壳体内，所述滤光片位于所述摄像机前面，在所述摄像机壳体前端设有摄像机前端盖， 所述滤光片前面和背面均设有密封件，所述摄像机前端盖与所述摄像机壳体通过螺纹连接，将所述滤光片前面和背面的密封件密封，所述摄像机的复合电缆从所述摄像机壳体后端引出，引出处设有密封件，并通过密封端盖与所述摄像机壳体的后端螺纹连接固紧；所述水下湿法焊接专用高亮度LED照明设备包照明括壳体、LED光源和光学玻璃片，所述照明壳体前部设有凹腔，所述LED光源安装在照明壳体的凹腔内，光学玻璃片位于所述 LED光源前面，在所述照明壳体前端面设有照明前端盖，光学玻璃片前面和背面均设有密封件，照明前端盖与所述照明壳体通过螺纹连接，将所述光学玻璃片前面和背面的密封件密封。
2.根据权利要求1所述的一种水下湿法焊接实时监控系统，其特征在于所述摄像机前端盖和所述摄像机壳体的密封件处开有凹槽，所述密封件为O型密封圈，所述O型密封圈装在所述凹槽内，所述摄像机前端盖的凹槽和所述摄像机壳体的凹槽相对称地开在所述滤光片两侧的位置处。
3.根据权利要求1所述的一种水下湿法焊接实时监控系统，其特征在于所述摄像机壳体设有套筒，所述套筒将所述摄像机定位在所述摄像机壳体中，所述套筒是由前、中、后套筒所构成，所述前、后套筒的外径与所述摄像机壳体的内径相适配，所述前、后套筒的内径与所述摄橡机的外径相适配，所述中套筒位于所述前、后套筒之间。
4.根据权利要求1所述的一种水下湿法焊接实时监控系统，其特征在于所述摄像机壳体后端具有密封端头，后端的密封件设在所述密封端头内，所述密封端头内还设有密封压件，所述密封端盖与密封端头通过螺纹连接固紧，所述后端密封件为橡胶制成，该后端密封件与密封压件的接触面为中间高周边低的外凸斜面，所述密封压件为内凹斜面，两者配装在一起，复合电缆从后端密封件与密封压件的中间引出，所述复合电缆从所述摄像机壳体引出处的孔内装有橡胶圈。
5.根据权利要求1所述的一种水下湿法焊接实时监控系统，其特征在于所述摄像机壳体上固定有连接杆，所述连接杆上设有至少一个与潜水员头盔相配装的通孔或螺孔，所述连接杆设在所述摄像机壳体的中前部或中部。
6.根据权利要求1所述的一种水下湿法焊接实时监控系统，其特征在于LED光源的供电电缆从照明壳体后端引出处设有密封压件，并通过密封端盖与照明壳体的后端螺纹连接固紧该密封压件。
7.根据权利要求1所述的一种水下湿法焊接实时监控系统，其特征在于在所述光学玻璃片前面和背面的密封件的照明壳体和照明前端盖上均开有密封件凹槽，两个密封件凹槽相对称地开在光学玻璃片两侧的位置处，每一凹槽内均装有O型密封圈,构成双面密封。
8.根据权利要求1所述的一种水下湿法焊接实时监控系统，其特征在于所述照明壳体上具有间隔排列的多个散热片，多个所述散热片之间的空隙为散热槽。
9.根据权利要求1所述的一种水下湿法焊接实时监控系统，其特征在于所述照明壳体上固定有连接杆，该连接杆由大螺母与照明壳体的螺纹连接旋紧固定在所述照明壳体上，该连接杆设在照明壳体的中后部或后部，该连接杆上设有至少一个与潜水员头盔相配装的通孔或螺孔。
10.根据权利要求1所述的一种水下湿法焊接实时监控系统，其特征在于所述照明壳体呈圆台形，大直径为前端，小直径为后端。
专利摘要本实用新型公开一种水下湿法焊接实时监控系统，监控系统包括摄像机部分和照明设备部分，在摄像机壳体前端设有摄像机前端盖，滤光片前面和背面均设有密封件，前端盖与壳体通过螺纹连接，将滤光片前面和背面的密封件密封，照明壳体前部设有凹腔，LED光源安装在照明壳体的凹腔内，光学玻璃片位于LED光源前面，在照明壳体前端面设有照明前端盖，光学玻璃片前面和背面均设有密封件，照明前端盖与照明壳体通过螺纹连接，将光学玻璃片前面和背面的密封件密封。本实用新型的摄像机部分具有防水、抗压能力高，能够对水下湿法焊接过程的电弧形态进行实时检测等特点；该监控系统的照明设备具有体积小、发光效率高，安装方便，使用安全可靠等特点。
文档编号B23K9/095GK202877695SQ20122056141
公开日2013年4月17日 申请日期2012年10月30日 优先权日2012年10月30日
发明者贾传宝, 韩贵海, 张琳琳, 杜永鹏, 张涛, 殷子强, 王芳, 毛宇峰, 郭宁 申请人:山东省科学院海洋仪器仪表研究所