Устройство для контроля процесса электронно-лучевой сварки

Устройство для контроля процесса электронно-лучевой сварки

Реферат

 

Изобретение относится к системам управления сварочными процессами и может быть использовано в системах автоматического контроля метрических характеристик процессов электронно-лучевой и дуговой сварок в видимом и инфракрасном диапазонах. Цель изобретения - повышение качества контроля процесса сварки. Устройство содержит объектив, оптически связанный через оптический затвор и оптический разделитель изображения с датчиком на приборе с зарядовой связью (ПЗС) и пироконным датчиком, синхрогенератор. В устройство введены коммутатор и сумматор. Выход датчика на ПЗС подключен к сумматору, а выход пироконного датчика через коммутатор подключен к входному регистру датчика на ПЗС и сумматору. Выход сумматора подключен к блоку измерения и контроля, а один из выходов синхрогенератора подключен к коммутатору. Устройство позволяет вести объективный контроль процесса сварки, измерять глубину провара при отсутствии зазора в стыке. 2 ил.

Изобретение относится к системам управления сварочными процессами и может быть использовано в системах автоматического контроля метрических характеристик процессов электронно-лучевой или дуговой сварок в видимом и инфракрасном диапазонах. Целью изобретения является повышение качества контроля процесса электронно-лучевой сварки. На фиг. 1 приведена функциональная схема описываемого устройства; на фиг.2 - схема датчика ПЗС. Устройство содержит объектив 1, оптически связанный через оптический затвор 2 и оптический разделитель 3 изображения с датчиком 4 на ПЗС и пироконным датчиком 5, синхрогенератор 6, первый и второй выходы которого подключены к оптическому затвору 2 и пироконному датчику 5 соответственно, а третий выход через блок 7 сопряжения - к датчику 4 на ПЗС, один выход блока 8 измерения и контроля через блок 9 индикации подключен к видеоконтрольному устройству 10, а другой выход подключен к блоку 11 регистрации. В устройство введены коммутатор 12 и сумматор 13, выход датчика 4 на ПЗС подключен к сумматору 13. Синхрогенератор 6 имеет четыре выхода 14-17. Датчик 4 на ПЗС снабжен служебным входом 18. Выход пироконного датчика 5 через коммутатор 12 подключен к входному регистру 19 датчика 4 на ПЗС и сумматору 13, выход сумматора 13 подключен к блоку 8 измерения и контроля, а один из выходов синхрогенератора 6 подключен к коммутатору 12. Датчик 4 на ПЗС содержит секцию 20 накопления, секцию 21 хранения, выходной регистр 22. На чувствительной зоне датчика 4 на ПЗС формируется зарядовая картина 23. На фиг.2 также показаны первая строка 24 секции хранения и зарядовые пакеты 25 выходного регистра датчика 4 на ПЗС. Устройство работает следующим образом. На датчики 4 и 5 через объектив 1, оптический затвор 2 и оптический разделитель 3 изображения проецируется световое поле зоны сварки. Оптический разделитель 3 выполнен в виде полупрозрачного зеркала, чем обеспечивается совмещенная геометрически передача оптического сигнала. Восприятие изображения датчиками на ПЗС и пироконным осуществляется одновременно при открытии оптического затвора 2. После закрытия оптического затвора 2 синхрогенератором 6 через блок 7 сопряжения осуществляется параллельный сдвиг зарядовой картины 23, происходит заполнение выходного регистра 22 матрицы датчика 4 на ПЗС первой строкой 24 из секции 21 хранения, а затем последовательное считывание зарядовых пакетов 25 из выходного регистра 22 (объемный такт работы датчика 4 на ПЗС за кадр). Синхронно с очисткой выходного регистра 22 осуществляется подача сигнала из пироконного датчика 5 через коммутатор 12 во входной регистр 19 датчика 4 на ПЗС Коммутатор 12 обеспечивает разделение позитивного и негативного сигналов пироконного датчика 5 Позитивный сигнал поступает в датчик 4, а негативный - в сумматор 13 . При окончании очистки выходного регистра 22 происходит полное заполнение входного регистра 19 матрицы одной строкой пироконного датчика 5. Синхронно с переносом строки 24 из секции 21 хранения датчика 4 на ПЗС в выходной регистр 22 синхрогенератором 6 осуществляется сбрасывание строки из входного регистра 19 в секцию 20 накопления датчика 4 на ПЗС. Процесс происходит до тех пор, пока не осуществится полная очистка секции 21 хранения датчика 4 на ПЗС от информации, оптически воспринятой секцией 20 накопления, и полное заполнение секции 20 информацией, оптически воспринятой пироконным датчиком 5 и электрически переведенной в датчик 4 на ПЗС. Затем осуществляется параллельный сдвиг зарядовой картины 23 из секции 20 накопления в секцию 21 хранения датчика 4 на ПЗС, после чего открывается оптический затвор 2 и пpоисходит экспонирование следующего кадра. Далее процесс повторяется. Таким образом, если на выходе датчика 4 на ПЗС имеется через кадр информация о процессе сварки, то она имеется и в видимой области, и в дальней ИК-области. В сумматоре 13 происходит очистка сигнала пирокона от фоновых и структурных помех за счет вычитания из задержанного на датчике 4 на ПЗС позитивного сигнала пирокона его негативного сигнала, которые соответствуют закрытому и открытому состояниям оптического затвора 2. С выхода сумматора 13 информация поступает в блок 8 измерения и контроля, в котором осуществляется разделение информативных сигналов по амплитудным и временным признакам и измерение их длительности. Значение параметров сварки индицируется в блоке 9 индикации и в виде изображения в видеоконтрольном устройстве 10 и регистрируется на бумаге блоком 11 регистрации. Устройство позволяет вести объективный контроль процесса сварки, измерять глубину провара при отсутствии зазора в стыке и повысить качество контроля процесса электронно-лучевой сварки.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ, содержащее объектив, оптически связанный через оптический затвор и оптический разделитель изображения с датчиком на ПЗС и пироконным датчиком, синхрогенератор, первый и второй выходы которого подключены к оптическому затвору и пироконному датчику соответственно, а третий выход через блок сопряжения - к датчику на ПЗС, первый выход блока измерения и контроля через блок индикации подключен к видеоконтрольному устройству, а второй выход подключен к блоку регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения качества контроля, в него введены коммутатор и сумматор, при этом управляющий вход коммутатора связан с четвертым выходом синхрогенератора, информационный вход коммутатора связан с выходом пироконного датчика, первый выход коммутатора связан с входным регистром датчика на ПЗС и его второй выход связан с первым входом сумматора, выход датчика на ПЗС подключен к второму входу сумматора, выход которого связан с входом блока измерения и контроля.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2