焊接数据智能采集监控系统技术方案

一种焊接数据智能采集监控系统，包括与数据传输装置电性连接的操作信息录入装置、焊接层间温度及焊接位置采集装置与焊接数据采集装置，以及云端服务器和监控终端；操作信息录入装置用以采集操作预置信息与待焊接管道的预热温度；焊接层间温度及焊接位置采集装置用以采集焊接层间温度与焊接位置数据；焊接数据采集装置用以采集实时焊接数据；数据传输装置通过无线网络将上述数据信息传输至云端服务器存储并将预热温度、焊接层间温度、焊接位置数据及实时焊接数据与操作预置信息进行计算对比，以对不符合焊接工艺的结果发出警示信息；监控终端以无线网络电性连接云端服务器以获取焊接操作数据及警示信息。以此实现对焊接过程的信息化监控。过程的信息化监控。过程的信息化监控。

【技术实现步骤摘要】
焊接数据智能采集监控系统


[0001]本专利技术涉及焊接设备
，尤其是涉及一种焊接数据智能采集监控系统。

技术介绍

[0002]在长输管道施工过程中，焊接设备的地理位置时常随着施工进程而不断改变，工程管理者难以及时、准确地掌握和有效管理焊接设备的工作情况。目前，在我国山区、丘陵及水网密集等特殊地带的油气管道施工中，对于管道的焊接方式仍然主要采用半自动焊接方式，此种焊接方式的施工质量很大程度上依赖于焊工的技术水平和责任心，而焊接过程缺少有效的监控手段。然而，近几年发生的管道环焊缝开裂事件，其主要原因是施工过程中焊接工艺执行不严格所致，而类似焊接道数、层数及焊接参数的异常变化所导致的焊缝力学性能不能够满足实际要求是无法通过无损检测所发现的，因此给焊接质量管控带来了诸多的不确定性。
[0003]而目前在石化领域工程建设过程中，由于施工环境恶劣，工种危险系数高，致使施工单位面临巨大的管理困难。面对建设工地面积大、人员多、设备物资分散、管理作业流程琐碎等特点，采用传统的人工巡视、手工记录的工作方式，显然已无法满足大型项目管控的要求。因此需要一种高效、准确的施工操作管理系统以辅助进行规范化操作，从而利用信息化手段实现监管模式的创新，解决建设工程中出现的“监管力度不强，监管手段落后”的难题。

技术实现思路

[0004]本技术方案要解决的技术问题是如何提供一种利用信息化手段以实现对焊接操作人员及焊接施工质量进行监控与管理的焊接数据智能采集监控系统。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术方案提供了一种焊接数据智能采集监控系统，其包括：操作信息录入装置、焊接层间温度及焊接位置采集装置、焊接数据采集装置、数据传输装置、云端服务器及监控终端；其中操作信息录入装置、焊接层间温度及焊接位置采集装置以及焊接数据采集装置均与数据传输装置电性连接；操作信息录入装置用以采集操作预置信息与待焊接管道的预热温度并传输至数据传输装置；焊接层间温度及焊接位置采集装置用以采集焊枪焊接时的焊接层间温度与焊接位置数据并传输至数据传输装置；焊接数据采集装置用以采集实时焊接数据并传输至数据传输装置；数据传输装置通过无线网络传输方式将操作预置信息、预热温度、焊接层间温度、焊接位置数据及实时焊接数据传输至云端服务器进行存储，并且云端服务器将预热温度、焊接层间温度、焊接位置数据及实时焊接数据与操作预置信息进行计算对比，以判定是否符合焊接工艺，如判定不符合焊接工艺则发出警示信息；监控终端通过无线网络传输方式与云端服务器电性连接，以获取焊接操作数据及警示信息。据此，通过焊接数据智能采集监控系统可在焊接施工前将操作人员信息、焊接工艺参数及焊接环境条件等信息通过无线网络传输至云端服务器进行存储，在焊接施工过程中可实时采集焊接操作数据并上传至云端服务器，由云端服务器据以计算判断焊接操
作数据是否符合焊接工艺要求，当不符合焊接工艺要求时，云端服务器可及时向现场管理者或质量监管人员等的监控终端发送警示信息，以辅助对焊接现场焊接质量的实时把控，确保焊接质量的稳定；另外，云端服务器还可对操作预置信息、实际焊接数据及是否符合焊接工艺要求等信息进行存储留档，以便后期对于焊接施工过程的查询与分析，对于完善焊接质量管理体系，提升焊接施工质量提供了详实的数据支持。
[0006]作为本技术方案的另一种实施，焊接层间温度及焊接位置采集装置是由焊接层间温度采集装置与焊接位置采集装置构成；焊接层间温度采集装置装设于焊枪的手柄前部并包括：焊枪连接部、采集装置装设部、采集电路板及焊渣挡板部，其中焊枪连接部为横向截面为U形的半管体并结合于采集装置装设部的上端且用以套设固定于焊枪的手柄前部，采集装置装设部为上端厚度大于下端厚度的块状体且前侧面是面向焊枪的前端，采集装置装设部的后侧面开设有采集板安装室，采集板安装室朝前侧面开设有贯通采集板安装室与前侧面的数个温度传感器安装孔，温度传感器安装孔中装设有温度传感器，采集板安装室内装设采集电路板，温度传感器与采集电路板电性连接，采集电路板还具有三轴加速度传感器用以感测焊枪的转动角度，以使采集电路板根据转动角度启用数个温度传感器中的其中一个进行焊接层间温度的感测，采集电路板与数据传输装置电性连接，焊渣挡板部为片状体并结合于采集装置装设部的下端，用以防止焊渣溅射到操作人员的手部；而焊接位置采集装置是绕设固定于待焊接管道上临近焊接处的位置并包括：防火带、数个光敏传感器及两个卡扣，其中该数个光敏传感器彼此间隔而布设于防火带上，且各光敏传感器的光敏元件均朝向防火带的同一侧，各光敏传感器的缆线穿设于防火带内并于防火带上的一穿口穿出而电性连接数据传输装置，两个卡扣装设于防火带的两个端部，将防火带绕设于待焊接管道上临近焊接处的位置处，并使光敏元件朝向焊接处，通过两个卡扣的对合扣固而将焊接位置采集装置固定于待焊接管道上。据此，通过装设于焊枪的手柄前部的焊接层间温度采集装置可对焊接时的焊接层间温度进行实时采集，通过绕设固定于待焊接管道上的焊接位置采集装置可对焊接时的焊接位置数据进行实时采集。
[0007]作为本技术方案的另一种实施，云端服务器存储焊接层间温度及数个光敏传感器感测的感光信号，并且云端服务器根据感光信号判断当数个光敏传感器为依序且全部感光时为完成一道焊接，云端服务器将完成一道焊接的次数进行累加以计算焊接道数，云端服务器将存储的焊接层间温度及计算的焊接道数与操作预置信息中预设的焊接层间温度及焊接道数进行比对，当判断存储的焊接层间温度与预设的焊接层间温度不同及/或计算的焊接道数与预设的焊接道数不同时则发出警示信息。
[0008]作为本技术方案的另一种实施，焊接层间温度及焊接位置采集装置是装设于焊枪的手柄前部并包括：焊枪连接部、采集装置装设部、采集电路板及焊渣挡板部，其中焊枪连接部为横向截面为U形的半管体并结合于采集装置装设部的上端且用以套设固定于焊枪的手柄前部，采集装置装设部为上端厚度大于下端厚度的块状体且前侧面是面向焊枪的前端，采集装置装设部的后侧面开设有采集板安装室，采集板安装室朝前侧面开设有贯通采集板安装室与前侧面的数个温度传感器安装孔，温度传感器安装孔中装设有温度传感器，采集板安装室内装设采集电路板，温度传感器与采集电路板电性连接，采集电路板还具有三轴加速度传感器用以感测焊枪的转动角度及焊枪的移动轨迹，并且采集电路板根据转动角度启用数个温度传感器中的其中一个进行焊接层间温度的感测，采集电路板与数据传输
装置电性连接，焊渣挡板部为片状体并结合于采集装置装设部的下端，用以防止焊渣溅射到操作人员的手部。据此，通过焊接层间温度及焊接位置采集装置便可实现对于焊接层间温度与焊接位置数据的实时采集。
[0009]作为本技术方案的另一种实施，云端服务器存储焊接层间温度及由三轴加速度传感器根据设定的频率采集的其X轴、Y轴及Z轴相对于三维笛卡尔坐标系的加速度，并由云端服务器计算焊接道数，焊接道数计算步骤为：
[0010]计算加速度平均值：云端服务器将每次依序接收的10组X轴、Y轴及Z轴的加速度数据按照Y轴的加速度由小到大的顺序重新排序为10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焊接数据智能采集监控系统，其特征在于，包括：操作信息录入装置、焊接层间温度及焊接位置采集装置、焊接数据采集装置、数据传输装置、云端服务器及监控终端；所述操作信息录入装置、焊接层间温度及焊接位置采集装置以及焊接数据采集装置均与所述数据传输装置电性连接；所述操作信息录入装置用以采集操作预置信息与待焊接管道的预热温度并传输至所述数据传输装置；所述焊接层间温度及焊接位置采集装置用以采集焊枪焊接时的焊接层间温度与焊接位置数据并传输至所述数据传输装置；所述焊接数据采集装置用以采集实时焊接数据并传输至所述数据传输装置；所述数据传输装置通过无线网络传输方式将所述操作预置信息、预热温度、焊接层间温度、焊接位置数据及实时焊接数据传输至所述云端服务器进行存储，并且所述云端服务器将所述预热温度、焊接层间温度、焊接位置数据及实时焊接数据与所述操作预置信息进行计算对比，以判定是否符合焊接工艺，如判定不符合焊接工艺则发出警示信息；所述监控终端通过无线网络传输方式与所述云端服务器电性连接，以获取焊接操作数据及所述警示信息。2.根据权利要求1所述的焊接数据智能采集监控系统，其特征在于，所述焊接层间温度及焊接位置采集装置是由焊接层间温度采集装置与焊接位置采集装置构成；所述焊接层间温度采集装置装设于焊枪的手柄前部并包括：焊枪连接部、采集装置装设部、采集电路板及焊渣挡板部，所述焊枪连接部为横向截面为U形的半管体并结合于所述采集装置装设部的上端且用以套设固定于焊枪的手柄前部，所述采集装置装设部为上端厚度大于下端厚度的块状体且前侧面是面向焊枪的前端，所述采集装置装设部的后侧面开设有采集板安装室，所述采集板安装室朝所述前侧面开设有贯通采集板安装室与前侧面的数个温度传感器安装孔，所述温度传感器安装孔中装设有温度传感器，所述采集板安装室内装设所述采集电路板，所述温度传感器与所述采集电路板电性连接，所述采集电路板还具有三轴加速度传感器用以感测所述焊枪的转动角度，以使所述采集电路板根据所述转动角度启用数个温度传感器中的其中一个进行焊接层间温度的感测，所述采集电路板与所述数据传输装置电性连接，所述焊渣挡板部为片状体并结合于所述采集装置装设部的下端，用以防止焊渣溅射到操作人员的手部；所述焊接位置采集装置是绕设固定于待焊接管道上临近焊接处的位置并包括：防火带、数个光敏传感器及两个卡扣，所述数个光敏传感器彼此间隔而布设于所述防火带上，且各所述光敏传感器的光敏元件均朝向所述防火带的同一侧，各所述光敏传感器的缆线穿设于所述防火带内并于所述防火带上的一穿口穿出而电性连接所述数据传输装置，所述两个卡扣装设于所述防火带的两个端部，将所述防火带绕设于待焊接管道上临近焊接处的位置处，并使所述光敏元件朝向焊接处，通过所述两个卡扣的对合扣固而将所述焊接位置采集装置固定于待焊接管道上。3.根据权利要求2所述的焊接数据智能采集监控系统，其特征在于，所述云端服务器存储所述焊接层间温度及所述数个光敏传感器感测的感光信号，并且所述云端服务器根据所述感光信号判断当所述数个光敏传感器为依序且全部感光时为完成一道焊接，所述云端服务器将完成一道焊接的次数进行累加以计算焊接道数，所述云端服务器将存储的所述焊接层间温度及计算的所述焊接道数与所述操作预置信息中预设的焊接层间温度及焊接道数进行比对，当判断存储的焊接层间温度与预设的焊接层间温度不同及/或计算的焊接道数与预设的焊接道数不同时则发出警示信息。4.根据权利要求1所述的焊接数据智能采集监控系统，其特征在于，所述焊接层间温度
及焊接位置采集装置是装设于焊枪的手柄前部并包括：焊枪连接部、采集装置装设部、采集电路板及焊渣挡板部，所述焊枪连接部为横向截面为U形的半管体并结合于所述采集装置装设部的上端且用以套设固定于焊枪的手柄前部，所述采集装置装设部为上端厚度大于下端厚度的块状体且前侧面是面向焊枪的前端，所述采集装置装设部的后侧面开设有采集板安装室，所述采集板安装室朝所述前侧面开设有贯通采集板安装室与前侧面的数个温度传感器安装孔，所述温度传感器安装孔中装设有温度传感器，所述采集板安装室内装设所述采集电路板，所述温度传感器与所述采集电路板电性连接，所述采集电路板还具有三轴加速度传感器用以感测所述焊枪的转动角度及所述焊枪的移动轨迹，并且所述采集电路板根据所述转动角度启用数个温度传感器中的其中一个进行焊接层间温度的感测，所述采集电路板与所述数据传输装置电性连接，所述焊渣挡板部为片状体并结合于所述采集装置装设部的下端，用以防止焊渣溅射到操作人员的手部。5.根据权利要求4所述的焊接数据智能采集监控系统，其特征在于，所述云端服务器存储所述焊接层间温度及由所述三轴加速度传感器根据设定的频率采集的其X轴、Y轴及Z轴相对于三维笛卡尔坐标系的加速度，并由所述云端服务器计算焊接道数，所述焊接道数计算步骤为：计算加速度平均值：所述云端服务器将每次依序接收的10组X轴、Y轴及Z轴的加速度数据按照Y轴的加速度由小到大的顺序重新排序为10组第一次排序后的加速度数据，然后依序计算相邻的2组加速度数据中Y轴的加速度的差值的绝对...

【专利技术属性】
技术研发人员：席治国，李长印，车荣杰，张庆，张千昌，杨黎鹏，李毅，卓海波，吕加华，李其锐，王苗，关晓龙，梅刚，刘照元，徐鹏，崔国刚，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司中石化石油工程设计有限公司，
类型：发明
国别省市：