[发明专利]一种船体焊接工时测量装置及方法

权利要求书

1.一种船体焊接工时测量装置，包括：用于计算焊接工时的现场设备，每个电焊机上设置有一个所述现场设备，其特征在于，所述现场设备包括：

信号读取单元，其通过有线传输形式读取实时焊接工艺参数；通过信号读取单元读取电焊机的实时工作电流信号；

总线模块，其具有TTL接口和USB接口，所述总线模块的TTL接口与所述信号读取单元连接；

信号处理单元，其连接一边缘侧物联网关，所述边缘侧物联网关具有无线收发模块和GPIO端口，所述边缘侧物联网关通过所述无线收发模块与MQTT服务器相连接，所述信号处理单元通过所述GPIO端口与所述总线模块连接，所述边缘侧物联网关通过所述总线模块与所述信号读取单元有线连接，信号处理单元接收所述实时工作电流信号；

其中，所述信号读取单元将实时焊接工艺参数通过第一信号线传输至所述边缘侧物联网关，且所述信号读取单元通过中断形式将所述实时焊接工艺参数转换为高电平信号，所述高电平信号包含电流和电压参数的瞬态值，所述信号处理单元根据实时焊接工艺参数的大小提升边缘侧物联网关的无线发送功率；设定无线收发模块的基准发射功率对应的基准电流，并将所述电焊机工作电流信号与所述基准电流作为输入信号输入至一差动电流-电压变换器中，得到所述电焊机工作电流信号与所述基准电流之间的差压信号，并将该差压信号传送至所述信号处理单元中；所述基准电流通过一第一前置放大器连接至所述差动电流-电压变换器的第一输入端，所述实时工作电流信号通过一第二前置放大器连接至所述差动电流-电压变换器的第二输入端，所述差动电流-电压变换器的输出端通过一后置放大器与所述信号处理单元的输入端连接；所述信号处理单元将所述差压信号传送至一第一功率补偿模块中，所述第一功率补偿模块根据所述差压信号为所述无线收发模块提供第一补偿发射功率。

2.如权利要求1所述的船体焊接工时测量装置，其特征在于，所述边缘侧物联网关从所述MQTT服务器上载入生产加工信息，并生成平滑电平信号，所述信号处理单元将实时高电平信号与平滑电平信号匹配生成焊接实动工时信号。

3.如权利要求2所述的船体焊接工时测量装置，其特征在于，所述信号读取单元以0.1秒的周期读取实时焊接工艺参数，所述信号读取单元为一采集板，所述采集板上集成有STM32芯片，所述STM32芯片通过引脚将所述高电平信号发送至所述边缘侧物联网关。

4.如权利要求3所述的船体焊接工时测量装置，其特征在于，所述现场设备还包括一电源模块，其为220V转6V开关电源，所述电源模块输出端连接稳压保护电路，所述稳压保护电路用于实现过压或过流保护，所述稳压保护电路包括：保险丝、钳位二极管和LDO芯片，所述LDO芯片将所述电源模块输出的6V电压转换为第一输出电路和第二输出电路。

5.如权利要求4所述的船体焊接工时测量装置，其特征在于，所述第一输出电路为5V/2A直线电路，所述第一输出电路用于为所述信号读取单元供电；

第二输出电路为3.3V/2A直流电路，所述第二输出电路用于为所述信号处理单元供电。

6.如权利要求5所述的船体焊接工时测量装置，其特征在于，所述现场设备集成在一封装体中，所述封装体的尺寸为15cm*10cm*5cm；

载有所述焊接实动工时信号的所述封装体与所在就近位置处的相邻所述封装体无线中继连接，或者通过无线网络将所述焊接实动工时信号直接上传至所述MQTT服务器。

7.如权利要求6所述的船体焊接工时测量装置，其特征在于，所述电焊机外部通过电缆连接一焊枪，所述电缆上可拆卸连接一钳形霍尔电流传感器。

8.如权利要求7所述的船体焊接工时测量装置，其特征在于，所述钳形霍尔电流传感器的输出端通过第二信号线与所述封装体内的所述信号读取单元有线连接，所述钳形霍尔电流传感器通过测量电焊机工作时霍尔效应的磁场变化，计算实时电流、电压，所述钳形霍尔电流传感器的测量频率为0-100KHz。