[发明专利]等离子弧焊熔池穿孔状态的声音信号传感方法及其系统

摘要

本发明属于等离子弧焊接质量控制领域。本发明通过在等离子焊枪附近架置传声器，利用数据采集系统将等离子弧焊接过程中的声音信号s(t)实时地采集并存储入计算机；再对采集的信号进行加工处理，得到可供机器识别的定量的熔池穿孔与否传感信号As；最后将As与给定阈值进行比较，以判断当时熔池穿孔状态。该方法能有效传感熔池是否穿孔的状态，具有系统结构简单、成本低廉等优点，容易在生产实践中推广。

主权项

1.一种等离子焊接熔池穿孔状态的声音信号检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)利用声音传声器，获取等离子弧焊接过程中的声音信号s(t)，通过信号采集系统将声音信号s(t)实时地采集并存储入计算机；2)对采集的声音信号序列s(n)作A算法的加工处理，得到可供机器识别的定量的熔池穿孔与否传感信号As；3)将As与预先给定熔池穿孔与否的阈值进行比较，以判断当时熔池穿孔状态；所说的对声音信号进行加工处理的A算法，包括以下步骤：1)设计分析矩形窗函数g(n-m)，对计算机获取到的声音信号序列s(n)作离散加窗傅里叶变换(DWFT)；2)对离散加窗傅里叶变换结果DWFTs(m，k)，作如下处理：A(m)=Σk=f1TsNf2TsN|DWFTs(m,k)|,式中f1，f2——声音信号的频率，f1＝0Hz，f2＝100Hz，得出A(m)，对其作平滑处理后即得声音传感信号As；所说的熔池穿孔与否阈值判断准则为：设定熔池穿孔与否的阈值和熔池过渡状态的临界值，当As信号幅值高于设定的熔池过渡状态临界值时，认为熔池处于不穿孔到穿孔或穿孔到不穿孔过渡阶段；当As信号幅值下降并低于熔池穿孔与否的阈值时，可确认熔池已穿孔，即为正常的穿孔型等离子弧焊接；而当As信号幅值低于熔池过渡状态的临界值并高于熔池穿孔与否的阈值时，则判定熔池为未穿孔状态。