[實用新型]基于聲卡的電焊機焊接過程多路信號分時采集電路

有效

• 申請號: 201720352129.8
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN206673935U
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 朱彥軍;吳志生;李科
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175;G01D21/02;B23K9/095;G06F3/16
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙)14110
• 代理人: 王瑞玲

技術領域

本實用新型涉及電焊機領域，具體涉及一種基于聲卡的電焊機焊接過程多路信號分時采集電路。

背景技術

在焊接中，電弧電壓、焊接電流與電弧穩定、熔滴過渡、熔深、余高等焊接質量因素有關，由于電信號采集相對簡單，因此電信號是常用的信號源。國外也有許多利用焊接電流和電壓信號進行GMAW焊接過程監控研究的報道。SCA Alfaro 在Stand off's indirect estimation in GMAW[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2004, 157:3-7一文中，利用短路過渡GMAW焊接電流及電弧電壓計算電弧的平均電阻，建立焊接平均電流、送絲速度及均值電阻多元回歸模型，對焊接過程中焊炬頂端到工件的距離進行識別。Johnson J.Adengren在 Sensing of Metal-Transfer Mode for Process Control of GMAW[M]// Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation. Springer US, 1990:1965-1972一文中介紹了一種用電弧電流和電壓監控GMAW熔滴過渡方式的方法。Absi Alfaro S.C和Carvalho G .C利用電流、電壓建立了焊接平均電流、送絲速度、及均值電阻多元回歸模型，對焊炬頂端到工件距離進行識別。電弧電信號可以對焊接過程進行監測。研究表明可以利用電信號概率密度分布曲線的形狀對焊接過程穩定性做出定性評價。BY S. ADOLFSSON等人利用電壓的差異監測了GMAW的焊接質量。天津大學胡繩蓀教授等在脈沖鎢極惰性氣體保護電弧焊研究中發現，電弧電壓的波動可以反映焊縫熔透狀態。因此，通過電弧電壓、電流對焊接質量實時監控，依據統計特性和焊接過程參量的相關性，建立回歸模型、模糊分類器、人工神經網絡、專家系統為基礎的多系統融合是焊接控制的發展方向。

此外，在焊接過程中，焊接聲音信號與電弧和熔池有關，可以反映焊接穩定性和焊接質量。優秀的焊工可以通過焊接聲應辨別焊接質，因此，通過聲音的采集也可以對電焊機焊接過程進行分析研究。現有技術中，聲音信號采集主要依靠數據采集卡，此外，多傳感器信號采集也是依靠數據采集卡居多，但是隨著虛擬儀器技術的發展，建立低成本高精度的虛擬儀器設備對多傳感器信號進行分析成為可能。基于聲卡的信號采樣位數為 16 位比數據采集卡的12位精度更高。但由于現有聲卡只有MIC接口和LINE接口，無法實現聲音信號和電流電壓信號的同時采集，因此，需要發明一種基于聲卡的電焊機分時多路信號采集電路。

實用新型內容

本實用新型克服現有技術存在的不足，所要解決的技術問題為：提供一種能采集電焊機在焊接過程中的焊接電流，電弧電壓以及聲音信號，并通過聲卡傳輸到計算機的分時多路信號采集電路。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：一種基于聲卡的電焊機焊接過程多路信號分時采集電路，包括聲音傳感器、電流傳感器、電壓傳感器和信號調理電路，所述信號調理電路包括電壓轉換電路和模擬開關控制電路，所述電壓轉換電路用于給所述模擬開關控制電路和傳感器供電，所述模擬開關控制電路包括四路高電平模擬開關MAX4751、雙向移位寄存器74LS194、多諧振蕩器、與門、非門，所述四路高電平模擬開關MAX4751的引腳NO1、引腳NO2分別用于輸入電流傳感器和電壓傳感器采集的電流信號和電壓信號，所述四路高電平模擬開關MAX4751的引腳IN1、引腳IN2、引腳IN3、引腳IN4分別與所述雙向移位寄存器74LS194的引腳Q0、引腳Q1、引腳Q2、引腳Q3連接，所述雙向移位寄存器74LS194的引腳Q0、引腳Q1、引腳Q2還分別與所述非門的引腳1A、引腳2A、引腳3A連接，所述非門的引腳1Y、引腳2Y、引腳3Y分別與所述與門的引腳1A、引腳1B和引腳2A連接，所述與門的引腳1Y與所述與門的引腳2B連接，所述與門的引腳2Y與雙向移位寄存器74LS194的引腳S1連接，所述雙向移位寄存器74LS194的引腳S0與直流供電電源連接，所述多諧振蕩器的輸出端與所述雙向移位寄存器的引腳CLK連接，所述四路高電平模擬開關MAX4751的引腳COM1、引腳COM2、引腳COM3、和引腳COM4與計算機聲卡的MIC接口連接，所述聲音傳感器的輸出信號與計算機聲卡的LINE接口連接。