[发明专利]电弧焊接监控系统高速相机电流触发控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及电弧焊技术领域，具体涉及一种电弧焊接监控系统高速相机电流触发控制电路。 

背景技术

CO₂气体保护焊是目前焊接过程最常用的气体保护焊焊接方法之一，因其焊接过程成本低，质量易于控制，而被广泛应用。溶滴短路过渡焊是CO₂气体保护焊中常出现的一种溶滴过渡方式：电弧焊将焊丝端部加热融化，形成悬挂在焊丝端头的溶滴后，通过溶滴与工件上溶池的接触（即所谓短路），而将焊丝融化金属过渡到焊缝中去。参见图1。溶滴短路过渡焊过程的图像分析对提高焊接电弧稳定性、改善焊缝成型、减小金属飞溅、提高焊接质量和焊接生产率、实现焊接自动化有着深远的意义。由于在焊接过程中，短路过程进行得非常迅速，因此须借助于高速摄像装置对溶滴过渡过程进行拍照显示。常见的高速摄像装置主要由光源部分、扩束部分、成像部分和摄像部分4个部分构成。其中光源由点光源或平行光源组成；扩束部分有显微目镜及凸透镜组成；成像部分包括焊丝、成像物镜、小孔光阑和干涉玻璃片组成；摄像部分采用数字高速摄像机对整个焊接过程进行全程拍摄，并将该图像存储到计算机中供后期图像分析之用。然而，因为电弧及熔滴颈缩后产生的飞溅现象的存在，所以目前电弧焊接监控系统中的高速摄像机在非短路时间段内拍摄的图像是模糊不清。这些不清晰的图像存储到计算机中，既会耗费计算机存储容量，同时也会增加计算机后期图像处理的负担。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电弧焊接监控系统高速相机电流触发控制电路，它能够对高速摄像装置中的数字高速相机的拍摄周期进行自适应控制，让数字高速相机仅在短路时段进行拍摄。 

为解决上述问题，本发明所设计的一种电弧焊接监控系统高速相机电流触发控制电路，它主要由电源、以及与电源相连的电流传感单元、信号放大单元、低通滤波单元、波形整形变换单元、可变计数单元和控制单元组成；其中电流传感单元穿套在电焊机的电源线上；电流传感单元的输出端依次通过信号放大单元、低通滤波单元和波形整形变换单元与可变计数单元的输入端相连；可变计数单元的控制端连接控制单元；可变计数单元的输出端与数字高速相机的电子快门相连。 

上述方案中，所述波形整形变换单元为施密特触发器。 

上述方案中，所述施密特触发器主要由第一运算放大器、第十可变电阻、第九可变电阻、第六电容和稳压二极管构成；其中低通滤波器的输出端连接至第一运算放大器的反向输入端；第九可变电阻的两端分别与模拟电源和电源地相连，第九可变电阻的控制端与第一运算放大器的正向输入端连接；第六电容的两端分别与第九可变电阻的控制端和电源地相接；第十可变电阻的两端分别跨接在第一运算放大器的正向输入端和输出端上，第十可变电阻的控制端与第一运算放大器的输出端相连；稳压二极管的负极与第一运算放大器的输出端相接，稳压二极管的正极与电源地相接。 

上述方案中，所述可变计数单元主要由反相器、双D触发器、与门、锁存器和3个同步可逆计数器组成；其中波形整形变换单元的输出端与反相器的输入端相连，反相器的输出端分别连接第八同步可逆计数器和第六同步可逆计数器的时钟输入端；双D触发器的置1端连接第八同步可逆计数器的行波时钟输出端，双D触发器的清零端连接第九同步可逆计数器的行波时钟输出端，双D触发器的输出端连接第八同步可逆计数器的清零输入端、第六同步可逆计数器和第九同步可逆计数器的异步并行负载输入端，双D触发器的反向输出端则连接第八同步可逆计数器的异步并行负载输入端、第六同步可逆计数器和第九同步可逆计数器的清零输入端、以及锁存器的第四数据输入端；第六同步可逆计数器的行波时钟输出端与第九同步可逆计数器的时钟输入端相连；与门的一个输入端分别连接反相器的输入端和锁存器的第三数据输入端，与门的另一个输入端则分别连接双D触发器的反向输出端和锁存器的第四数据输入端，与门的输出端连接锁存器的第五数据输入端；第八同步可逆计数器的计数器的其中一个计数输入端连接电源参考电压，其余三个计数输入端连接电源地；第六同步可逆计数器和第九同步可逆计数器的4个计数输入端均经由总线与控制单元的输出端相连；锁存器的第六和第七数据输入端经由总线连接控制单元的输出端，锁存器的输出端与数字高速相机的电子快门相连。 

上述方案中，所述控制单元上还接有计数按键。 

上述方案中，所述控制单元上还接有数码显示管，此时锁存器的第七和第八数据输入端经该数码显示管与控制单元的输出端连接。