一种高速焊热裂纹声发射动态检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及到一种高速焊热裂纹声发射动态检测装置。
【背景技术】
[0002]裂纹是焊接件中最常见的一种严重缺陷，他直接影响到焊件的质量；焊接过程的监测以及焊后的信息分析是焊接生产质量管理的有效手段；通过焊接过程信息的监测，实时采集焊接过程中实际的焊接参数，一方面可以实时检测焊接工人的工作情况，另一方面采集到的信息可以作为焊接质量评价的依据，虽然国内外在焊接质量的在线控制与预测方而己经作了大量工作，但真正应用于焊接生产的还为数不多，特别是点焊动态参数的可靠获得对焊接过程分析和焊接质量实时控制研宄十分重要；虽然声发射(AE)检测技术正在被越来越广泛地用于材料的变形和断裂等实时动态监测和分析中；但由于点焊过程迅速、信号微弱以及很大的焊接电流导致强烈的电磁场干扰等的影响，造成各种信号的采集与测量比较困难。
【发明内容】
[0003]针对上述情况，本实用新型的目的在于提供一种高速焊热裂纹声发射动态检测装置，它能在高速焊接的环境下对不同材质和不同焊接工艺条件下的焊接接头的声发射信号进行采集与检测，并能研宄各种动态参数的变化规律，给焊接生产工艺过程的参数设置提供依据；本装置安装调试简便，运行可靠，易于普及推广。
[0004]本实用新型目的是这样实现的:一种高速焊热裂纹声发射动态检测装置，它主要包括信号采集电路、声发射主机箱、计算机单元，所述信号采集电路由传感器和前置放大器组成，传感器安置于焊接件上并与前置放大器输入端相连，前置放大器输出端通过信号线缆与声发射主机箱输入端相连，声发射主机箱输出端经以太网线与计算机单元相连。
[0005]为了实现功能强大，使用方便，通用性好和结构优化，其进一步的措施是:传感器与焊接件之间涂有耦合介质；信号线缆是由中空外导体和位于中心轴线的内导线组成，内导线与外导体之间用绝缘材料隔开；前置放大器包括模拟电路，接收与输出模拟信号电路；声发射主机箱是由采集卡、电源及机箱组成；采集卡包括5阶可选高通滤波器、5阶可选低通滤波器、放大电路、采样保持电路、16位10MbA/D芯片、ARM处理器；计算机单元包含参数设置模块、数据采集模块、数据示波模块和数据存储模块。
[0006]本实用新型一种高速焊热裂纹声发射动态检测装置的应用，其流程如下:
[0007]步骤A:设置设备相关参数包括物理参数、电气参数、功能参数，硬件系统初始化；
[0008]步骤B:系统发送采集开始指令；
[0009]步骤C:声发射传感器开始采集焊接过程中的模拟信号；
[0010]步骤D:前置放大器对模拟信号进行信号放大；
[0011]步骤E:采集卡将前置放大器输入来的信号先经5阶可选高通滤波器，5阶可选低通滤波器，再经过放大电路、采样保持电路处理，然后是16位10MbA/D芯片对声发射信号进行数字化转换；
[0012]步骤F: ARM处理器对数据进行打包处理，同时完成撞击指示灯、信号的储存，实现过门限信号指示和报警；
[0013]步骤G:计算机单元对接收到采集单元的数据后首先对其进行解包处理，然后由数据采集模块读取接收到的两路电流和电压信号，并对照标准缺陷信号库进行检测分析、示波和存储。
[0014]所述参数设置还包含检测门槛设置、系统增益设置、系统定时参数设置；所述检测门槛设置为35?55dB，最好采用门槛值为40dB。
[0015]本实用新型一种高速焊热裂纹声发射动态检测装置，它主要包括信号采集电路、声发射主机箱、计算机单元，所述信号采集电路由传感器和前置放大器组成，传感器安置于焊接件上并与前置放大器输入端相连，前置放大器输出端通过信号线缆与声发射主机箱输入端相连，声发射主机箱输出端经以太网线与计算机单元相连的技术方案；它解决了在高速焊接的环境下对声发射信号的感应、放大、传输、处理、显示、储存，从而实现对高速焊裂纹的实时监测。
[0016]本实用新型相对现有技术产生的有益效果是:
[0017]( I )本实用新型选用HM15型传感器适合在高温环境下工作，有利于保障系统的安全运行；
[0018](II)本实用新型的声发射主机箱通过以太网孔与计算机单元相连接，从而进行数据信号的相互传递，充分利用以太网通信的数据传输速率高，传输容量大，抗干扰能力强，传输距离远，易于安装使用等特点；
[0019](ΠΙ)本实用新型信号采集单元与声发射主机箱之间选用的信号线缆是由一根空心的外圆柱导体和一根位于中心轴线的内导线组成，内导线与外导体之间用绝缘材料隔开，该结构使它能屏蔽磁干扰，耐高温，且能使中央导体免受外界干扰，以及高带宽和噪声抑制作用；
[0020](IV)前置放大器与采集卡是配套设置的，要求输出阻抗可以做到良好地匹配，有效保障前置放大器增益不偏离标称的增益值，减少信号幅度偏差；
[0021]( V )本实用新型声发射主机箱中设置采样保持电路，可极大提高采样信号的精度，可有效保障测量精度；
[0022]( VI )本实用新型检测装置包括完整的控制系统，从而在整个过程中能够实现对声发射信号的感应、放大、传输、处理、显示、储存，从而实现对高速焊裂纹的实时监测；该装置结构简单，极大提高了焊接生产效益和焊接强度，有利于工业生产，便于推广使用。
[0023]本实用新型广泛适应于各种焊接件声发射信号的实时监测，特别适应不同材质和不同焊接工艺条件下的焊接接头的声发射信号进行了采集、显示及监测。
[0024]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步说明。
【附图说明】
[0025]图1为本实用新型的基本结构框图。
[0026]图2为本实用新型的SR系列声发射传感器结构图。
[0027]图3为本实用新型的信号采集单元电路原理结构图。
[0028]图4为本实用新型的采集卡原理结构图。
[0029]图5为本实用新型的网络接口电路图。
[0030]图6为本实用新型ARM处理器结构原理图。
[0031]图7为本实用新型的数据采集流程图。
[0032]图8为本实用新型信号调理单元和数据采集单元连接示意图。
【具体实施方式】
[0033]参照附图，本实用新型是这样实现的:它主要包括信号采集电路、声发射主机箱、计算机单元，信号采集电路由传感器和前置放大器组成，传感器安置于焊接件上并与前置放大器输入端相连，前置放大器输出端通过信号线缆与声发射主机箱输入端相连，声发射主机箱输出端经以太网线与计算机单元相连。
[0034]本实用新型装置的应用流程主要包括:
[0035]步骤A:设置设备相关参数包括物理参数、电气参数、功能参数，硬件系统初始化；
[0036]步骤B:系统发送采集开始指令；
[0037]步骤C:声发射传感器开始采集焊接过程中的模拟信号；
[0038]步骤D:前置放大器对模拟信号进行信号放大；
[0039]步骤E:采集卡将前置放大器输入来的信号先经5阶可选高通滤波器，5阶可选低通滤波器，再经过放大电路、采样保持电路处理，然后是16位10MbA/D芯片对声发射信号进行数字化转换；
[0040]步骤F:ARM处理器对数据进行打包处理，同时完成撞击指示灯、信号的储存，实现过门限信号指示和报警；
[0041]步骤G:计算机单元对接收到采集单元的数据后首