[發明專利]氣保焊槍出氣狀態可視化系統及其可視化方法

在審

• 申請號: 202010816401.X
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN111805064A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 王飛;趙克勇;楊琛;閆子奇;張淼
• 申請（專利權）人: 華智焊測高科（蘇州）有限公司
• 主分類號: B23K9/32
• 分類號: B23K9/32;B23K9/16
• 代理公司: 上海諾衣知識產權代理事務所(普通合伙) 31298
• 代理人: 任昉

1.一種氣保焊槍出氣狀態可視化系統，其特征在于，包括：

氣保焊槍出氣子系統、出氣狀態光學檢測子系統、檢測信息采集成像子系統；

所述氣保焊槍出氣子系統包括供氣裝置、加熱溫控裝置和氣保焊槍，所述供氣裝置與所述加熱溫控裝置連接，所述加熱溫控裝置通過氣路與所述氣保焊槍連接；

所述出氣狀態光學檢測子系統包括點光源、第一凹面鏡、第二凹面鏡和遮擋片，所述第一凹面鏡與所述第二凹面鏡平行設置在所述氣保焊槍槍口的兩側，所述點光源設置在所述第一凹面鏡與所述第二凹面鏡連線的一則，所述遮擋片設置在所述第一凹面鏡與所述第二凹面鏡連線的另一則，所述點光源與所述第一凹面鏡、所述第二凹面鏡和所述遮擋片之間呈Z字形分布，

所述檢測信息采集成像子系統包括攝像機、信息處理裝置和顯示器，所述攝像機設置在所述遮擋片的后方，所述攝像機的鏡頭對準所述第二凹面鏡的鏡面，且所述攝像機與所述信息處理裝置信息聯通，所述信息處理裝置同時與所述顯示器信息聯通；

所述供氣裝置的將檢測氣體送入所述加熱溫控裝置內進行加熱，經加熱后的所述檢測氣體從所述氣保焊槍的槍口中噴出形成穿越所述第一凹面鏡與所述第一凹面鏡連線的出氣氣流；

所述點光源射出光線經所述第一凹面鏡上反射成為平行光線，所述平行光線穿過所述出氣氣流時經所述出氣氣流內的氣體分子折射后形成折射光線到達所述第二凹面鏡的鏡面，所述第二凹面鏡反射所述折射光線到達所述遮擋片處聚焦形成聚焦光影；

所述聚焦光影的一部分被所述遮擋片遮擋，所述聚焦光影的另一部分進入所述攝像機的鏡頭后轉變成為電信號發送給所述信息處理裝置，所述信息處理裝置將所述電信號處理后發送給所述顯示器顯示出所述出氣氣流狀態的影像。

2.如權利要求1所述的氣保焊槍出氣狀態可視化系統，其特征在于：所述點光源包括發光體、凸透鏡和光闌，所述發光體通電后發出散射光線，所述散射光線經所述凸透鏡聚光后從所述光闌的狹縫中射出打在所述第一凹面鏡上反射成為平行光線。

3.如權利要求2所述的氣保焊槍出氣狀態可視化系統，其特征在于：所述發光體為LED燈，所述LED燈的功率為10～20W。

4.如權利要求1所述的氣保焊槍出氣狀態可視化系統，其特征在于：所述第一凹面鏡的焦距與所述第二凹面鏡的焦距相同。

5.如權利要求1所述的氣保焊槍出氣狀態可視化系統，其特征在于：所述出氣氣流的溫度為50～150℃，所述出氣氣流的流量為0～20L/min。

6.如權利要求1所述的氣保焊槍出氣狀態可視化系統，其特征在于：

所述供氣裝置包括氣瓶和流量計，所述加熱溫控裝置包括加熱槍和溫控器，所述氣瓶通過所述流量計與所述加熱槍連接，所述加熱槍通過氣路與所述氣保焊槍連接，所述溫控器與所述加熱槍連接。

7.如權利要求6所述的氣保焊槍出氣狀態可視化系統，其特征在于：

所述加熱槍的外殼為不銹鋼筒體，所述不銹鋼筒體內包含加熱絲，所述加熱絲通電后發熱用以加熱通過所述加熱槍的檢測氣體；

所述溫控器與所述加熱槍串接，所述溫控器用于控制所述加熱槍的加熱功率，進而控制流出所述加熱槍的所述檢測氣體溫度。

8.如權利要求1所述的氣保焊槍出氣狀態可視化系統，其特征在于：所述攝像機為CCD/CMOS攝像機或高速攝像機。

9.如權利要求1所述的氣保焊槍出氣狀態可視化系統，其特征在于：

所述信息處理裝置通過圖像處理軟件對所述攝像機送給的所述電信號進行線性對比度擴展和均勻化處理。

10.一種氣保焊槍出氣狀態的可視化方法，其特征在于：

所述氣保焊槍出氣狀態的可視化過程采用如權利要求1～9中任意一項所述的氣保焊槍出氣狀態可視化系統，所述氣保焊槍出氣狀態的可視化過程包括如下步驟：

建立所述氣保焊槍出氣子系統，具體包括：

將所述供氣裝置與所述加熱溫控裝置連接，將所述加熱溫控裝置與所述氣保焊槍連接；或

將所述供氣裝置中的所述氣瓶與所述供氣裝置中的所述流量計進行連接，將所述流量計與所述加熱溫控裝置中的所述加熱槍連接，將所述加熱槍通過氣路與所述氣保焊槍連接，且將所述加熱溫控裝置中的所述溫控器與所述加熱槍連接；

建立出氣狀態光學檢測子系統，具體包括：

將所述第一凹面鏡與所述第二凹面鏡平行設置在所述氣保焊槍槍口的兩側；

將所述點光源設置在所述第一凹面鏡與所述第二凹面鏡連線的一則，將所述遮擋片設置在所述第一凹面鏡與所述第二凹面鏡連線的另一則，使所述點光源與所述第一凹面鏡、所述第二凹面鏡和所述遮擋片相互間呈Z字形分布；或

將所述凸透鏡設置在所述發光體的一側、將所述光闌設置在以所述發光體為中心的所述凸透鏡的外側以此組成點光源，然后，將此所述點光源設置在所述第一凹面鏡與所述第二凹面鏡連線的一則，將所述遮擋片設置在所述第一凹面鏡與所述第二凹面鏡連線的另一則，使所述點光源與所述第一凹面鏡、所述第二凹面鏡和所述遮擋片相互間呈Z字形分布；

建立檢測信息采集成像子系統，具體包括：

將所述攝像機設置在所述遮擋片的后方，且使所述攝像機的鏡頭對準所述第二凹面鏡的鏡面；

將所述攝像機與所述信息處理裝置進行信息聯通；

將所述信息處理裝置與所述顯示器完成信息聯通；

進行氣保焊槍出氣狀態的可視化檢測，具體包括：

打開所述供氣裝置和所述加熱溫控裝置，使所述檢測氣體以0～20L/min的流量從所述供氣裝置中流出，再經所述加熱溫控裝置加熱至50～150℃后，從所述氣保焊槍的槍口中噴出，形成穿越所述第一凹面鏡與所述第一凹面鏡連線的出氣氣流；或

打開所述氣瓶和所述溫控器以及所述加熱槍，使所述檢測氣體通過所述流量計的調節以0～20L/min的流量從所述氣瓶中流出進入所述加熱槍，所述溫控器調節和控制所述加熱槍的溫度，使所述檢測氣體經所述加熱槍的加熱后溫度控制在50～150℃之間，然后從所述氣保焊槍的槍口中噴出形成穿越所述第一凹面鏡與所述第一凹面鏡連線的出氣氣流；

打開所述點光源，讓所述點光源射出的光線打在所述第一凹面鏡上反射成為平行光線，讓所述平行光線穿過所述出氣氣流形成折射光線并到達所述第二凹面鏡的鏡面，所述第二凹面鏡將所述折射光線反射到達所述遮擋片處聚焦形成聚焦光影；或

打開所述發光體，使所述發光體通電后發出散射光線，且讓所述散射光線經所述凸透鏡聚光后從所述光闌的狹縫中射出打在所述第一凹面鏡上反射成為平行光線，讓所述平行光線穿過所述出氣氣流形成折射光線并到達所述第二凹面鏡的鏡面，所述第二凹面鏡將所述折射光線反射到達所述遮擋片處聚焦形成聚焦光影；

調整所述遮擋片使所述聚焦光影的1/3～2/3被遮擋；

調整所述攝像機的鏡頭，使未被所述遮擋片遮擋的聚焦光影進入所述攝像機的鏡頭后轉變成為電信號發送給所述信息處理裝置；

所述信息處理裝置將所述電信號處理后發送給所述顯示器顯示出所述出氣氣流狀態的影像，完成所述氣保焊槍出氣狀態的可視化表達；或

所述信息處理裝置將所述電信號通過圖像處理軟件進行線性對比度擴展和均勻化處理，然后發送給所述顯示器顯示出所述出氣氣流狀態的影像，完成所述氣保焊槍出氣狀態的可視化表達。