[实用新型]基于声卡的电焊机焊接过程多路信号分时采集电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电焊机领域，具体涉及一种基于声卡的电焊机焊接过程多路信号分时采集电路。

背景技术

在焊接中，电弧电压、焊接电流与电弧稳定、熔滴过渡、熔深、余高等焊接质量因素有关，由于电信号采集相对简单，因此电信号是常用的信号源。国外也有许多利用焊接电流和电压信号进行GMAW焊接过程监控研究的报道。SCA Alfaro 在Stand off's indirect estimation in GMAW[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2004, 157:3-7一文中，利用短路过渡GMAW焊接电流及电弧电压计算电弧的平均电阻，建立焊接平均电流、送丝速度及均值电阻多元回归模型，对焊接过程中焊炬顶端到工件的距离进行识别。Johnson J.Adengren在 Sensing of Metal-Transfer Mode for Process Control of GMAW[M]// Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation. Springer US, 1990:1965-1972一文中介绍了一种用电弧电流和电压监控GMAW熔滴过渡方式的方法。Absi Alfaro S.C和Carvalho G .C利用电流、电压建立了焊接平均电流、送丝速度、及均值电阻多元回归模型，对焊炬顶端到工件距离进行识别。电弧电信号可以对焊接过程进行监测。研究表明可以利用电信号概率密度分布曲线的形状对焊接过程稳定性做出定性评价。BY S. ADOLFSSON等人利用电压的差异监测了GMAW的焊接质量。天津大学胡绳荪教授等在脉冲钨极惰性气体保护电弧焊研究中发现，电弧电压的波动可以反映焊缝熔透状态。因此，通过电弧电压、电流对焊接质量实时监控，依据统计特性和焊接过程参量的相关性，建立回归模型、模糊分类器、人工神经网络、专家系统为基础的多系统融合是焊接控制的发展方向。

此外，在焊接过程中，焊接声音信号与电弧和熔池有关，可以反映焊接稳定性和焊接质量。优秀的焊工可以通过焊接声应辨别焊接质，因此，通过声音的采集也可以对电焊机焊接过程进行分析研究。现有技术中，声音信号采集主要依靠数据采集卡，此外，多传感器信号采集也是依靠数据采集卡居多，但是随着虚拟仪器技术的发展，建立低成本高精度的虚拟仪器设备对多传感器信号进行分析成为可能。基于声卡的信号采样位数为 16 位比数据采集卡的12位精度更高。但由于现有声卡只有MIC接口和LINE接口，无法实现声音信号和电流电压信号的同时采集，因此，需要发明一种基于声卡的电焊机分时多路信号采集电路。

实用新型内容

本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种能采集电焊机在焊接过程中的焊接电流，电弧电压以及声音信号，并通过声卡传输到计算机的分时多路信号采集电路。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种基于声卡的电焊机焊接过程多路信号分时采集电路，包括声音传感器、电流传感器、电压传感器和信号调理电路，所述信号调理电路包括电压转换电路和模拟开关控制电路，所述电压转换电路用于给所述模拟开关控制电路和传感器供电，所述模拟开关控制电路包括四路高电平模拟开关MAX4751、双向移位寄存器74LS194、多谐振荡器、与门、非门，所述四路高电平模拟开关MAX4751的引脚NO1、引脚NO2分别用于输入电流传感器和电压传感器采集的电流信号和电压信号，所述四路高电平模拟开关MAX4751的引脚IN1、引脚IN2、引脚IN3、引脚IN4分别与所述双向移位寄存器74LS194的引脚Q0、引脚Q1、引脚Q2、引脚Q3连接，所述双向移位寄存器74LS194的引脚Q0、引脚Q1、引脚Q2还分别与所述非门的引脚1A、引脚2A、引脚3A连接，所述非门的引脚1Y、引脚2Y、引脚3Y分别与所述与门的引脚1A、引脚1B和引脚2A连接，所述与门的引脚1Y与所述与门的引脚2B连接，所述与门的引脚2Y与双向移位寄存器74LS194的引脚S1连接，所述双向移位寄存器74LS194的引脚S0与直流供电电源连接，所述多谐振荡器的输出端与所述双向移位寄存器的引脚CLK连接，所述四路高电平模拟开关MAX4751的引脚COM1、引脚COM2、引脚COM3、和引脚COM4与计算机声卡的MIC接口连接，所述声音传感器的输出信号与计算机声卡的LINE接口连接。