[发明专利]一种A-TIG焊焊缝成型的检测装置及方法

权利要求书

1.一种A-TIG焊焊缝成型的检测装置，其特征在于，包括用于采集焊机工作电压的电压互感器、用于采集焊机工作电流的电流互感器、用于测量焊条中三氧化二铬含量的质谱仪、用于采集焊条温度的温度传感器、用于测量焊机移动速度的位移传感器、滤波电路、数据采集芯片、中央处理器和计算机，其中，

数据采集芯片：用于对采集的信号进行滤波处理，并进行模数转换；

中央处理器：

当对历史数据进行处理时，用于将焊机的工作电流、工作电压、焊机移动速度、焊条温度和焊条三氧化二铬含量五个参数的历史数据作为神经网络的输入值，进行神经网络训练，构建神经网络；

当对被测焊机进行预测时，用于将被测焊机的工作电流、工作电压、焊机移动速度、焊条温度和焊条三氧化二铬含量五个参数送入训练后的神经网络中，获得被测焊机的预测焊缝熔深；

计算机：用于对历史数据和测量数据进行储存，并显示。

2.根据权利要求1所述的A-TIG焊焊缝成型的检测装置，其特征在于，所述的电压互感器输出端连接第一滤波电路的输入端，电流互感器输出端连接第二滤波电路的输入端，质谱仪的输出端连接第三滤波电路的输入端，温度传感器的输出端连接第四滤波电路的输入端，位移传感器的输出端连接第五滤波电路的输入端，第一滤波电路的输出端，第二滤波电路的输出端，第三滤波电路的输出端，第四滤波电路的输出端和第五滤波电路的输出端分别连接数据采集芯片的五路输入端，数据采集芯片的输出端连接中央处理器的输入端，中央处理器的输出端连接计算机的输入端。

3.采用权利要求1所述的A-TIG焊焊缝成型的检测装置进行的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、采集大量历史数据，包括焊机的工作电流、工作电压、焊机移动速度、焊条温度和焊条三氧化二铬含量五种参数；

步骤2、对采集的信号进行滤波处理，并进行模数转换；

步骤3、对转换后的采集信号进行归一化处理；

步骤4、将上述五种参数的一组历史数据作为神经网络的输入值，进行神经网络训练，具体如下：

步骤4-1、根据采集参数的种类数设定神经网络输入层节点的个数，随机产生神经网络中间层节点个数，并设定输出层为一个节点；

步骤4-2、随机设定输入层每个节点与中间层每个节点的连接权值、中间层每个节点的阈值，并根据采集的五个参数，确定中间层每个节点的输出值；

步骤4-3、随机设定中间层每个节点与输出层节点的连接权值、输出层节点的阈值，并根据中间层每个节点的输出值，确定输出层节点所输出的预测焊缝熔深；

步骤4-4、将获得的预测焊缝熔深与实际焊缝熔深进行比较，计算获得焊缝熔深误差值；

步骤4-5、根据焊缝熔深误差值和中间层每个节点的输出值，调整中间层每个节点与输出层节点的连接权值；并根据焊缝熔深误差值调整输出层节点的阈值；

步骤4-6、根据焊缝熔深误差值、中间层每个节点的输出值和调整后的中间层每个节点与输出层节点的连接权值，计算获得中间层每个节点的输出误差；

步骤4-7、根据获得的中间层输出误差和输入的五个参数，调整输入层每个节点与中间层每个节点的连接权值；并根据获得的中间层每个节点的输出误差调整中间层每个节点的阈值；

步骤4-8、反复执行步骤4-1至步骤4-7，直至焊缝熔深误差值为0，即完成神经网络的训练；

步骤5、采用电流互感器采集被测焊机的工作电流，采用电压互感器采集被测焊机的工作电压，采用位移传感器采集焊机移动速度，采用温度传感器采集焊条温度和采用质谱仪采集焊条三氧化二铬含量；

步骤6、对采集的信号进行滤波处理，并进行模数转换；

步骤7、对转换后的采集信号进行归一化处理；

步骤8、将采集的信号作为训练好的神经网络的输入值，进而获得被测焊机的最终预测焊缝熔深；

步骤9、将最终预测焊缝熔深与期望值进行比较，若最终预测焊缝熔深大于期望值，则减小焊机工作电流或加快焊机的移动速度；否则加大焊机电流或减慢移动速度。

4.根据权利要求3所述的采用A-TIG焊焊缝成型的检测装置进行的检测方法，其特征在于，步骤4-1所述的随机产生神经网络中间层节点个数，该节点个数不等于输入层节点个数，且不等于输出层节点个数。