本发明专利技术涉及光学成像技术领域，且公开了一种通过窄门宽和紫外波段实时获取焊接监控图像系统，包括：同步信号控制触发装置，用于实现不同设备或系统之间的协同工作，它通过发送和接收同步信号来确保多个设备按照统一的时间基准执行操作或触发事件。本发明专利技术通过窄门宽焊接图像和紫外波段辅助灯源获取焊接过程的实时图像而对焊接的一种实时监控，自研的ps级别时间分辨率的ICMOS相机和相应的滤光片搭配能完美躲避激光焊接中的各种反射及散射的焊接光及环境杂散光，所获取的监控图像清晰，ps级别的分辨率能够更完整和全面的的监测焊接的整个过程，从而对焊接质量有了进一步的保证。从而对焊接质量有了进一步的保证。从而对焊接质量有了进一步的保证。
【技术实现步骤摘要】
一种通过窄门宽和紫外波段实时获取焊接监控图像系统及方法
[0001]本专利技术涉及光学成像
，具体为一种通过窄门宽和紫外波段实时获取焊接监控图像系统及方法。
技术介绍
[0002]激光焊接由于产能高、可自动化焊接、形成的热影响区小的高质量焊缝而在各种工业中得到应用，如汽车、造船、航空航天、造船和造桥等，其高能量密度可以达到100
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1000KW每平方毫米，使得激光束和焊接材料之间的结合非常牢固，尤其是在利用匙孔效应焊接厚板时更为明显，于是，高功率激光焊接过程中的在线监测和质量控制就对获得高质量的产品就显得至关重要了，早在20多年前就有大量的研究者开展了激光焊接过程中的探测问题，然而，实验室的研究结果在当时并没能得到企业的大量应用，其原因是当时的探测设备太过昂贵，而且器件的精度也不够、探测效率也非常低；另外，当时的企业使用激光焊接的也不多是另外一个限制了激光焊接监测发展的原因，随着激光器价格的不断下降以及激光焊接成本的越来越低，激光焊接技术开始在焊接领域得到更为广泛的应用，在焊接过程中，焊接质量可能受到各种因素的干扰，材料的内部缺陷和复杂的制造环境，焊接质量的传统离线测试存在时效性差、成本高、效率低、无法全覆盖等缺陷，因此一种焊接的实时在线监控就变的至关重要，在激光焊接期间，匙孔，熔池，等离子体和飞溅等包含多种焊接信号，声学信号，光信号和热信号，这些信号与焊接质量密切相关，基于以上激光焊接的原理和过程，目前市面上有光辐射监测系统，声学和温度探测系统，等离子体电荷探测系统。
技术实现思路
<br/>[0003]鉴于现有技术存在的上述问题，本专利技术的一方面目的在于提供一种通过窄门宽和紫外波段实时获取焊接监控图像系统及方法。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供的一种通过窄门宽和紫外波段实时获取焊接监控图像系统，包括：
[0005]同步信号控制触发装置，用于实现不同设备或系统之间的协同工作，它通过发送和接收同步信号来确保多个设备按照统一的时间基准执行操作或触发事件。
[0006]光电探测器，光电探测器可以用于实现同步信号控制触发装置的应用，还能用作相机的感光元件，将光信号转换为电信号，在同步信号控制触发装置中，光电探测器可以通过接收同步信号来触发相机的图像采集，确保多个相机在同一时刻开始采集图像。
[0007]皮秒级紫外响应光谱ICMOS相机，用于实现高速的光谱测量，可以在极短的时间内捕获和记录紫外光谱信息，其响应速度可达到皮秒级。
[0008]辅助紫外光源，用于光谱分析，通过提供适当的紫外辐射源，可以激发样品中的发射或吸收特征，进而进行光谱测量和光谱分。
[0009]计算机，用于处理和分析大量的数据；
[0010]同步信号控制触发装置中，光电探测器在焊接开始时接收来自焊接脉冲激光器的参考脉冲激光，并将其传递给同步控制系统，同步控制系统生成同步触发信号，将其传递给ICMOS相机，以实现脉冲焊接激光和ICMOS的同步工作。
[0011]通过控制ICMOS光阴面的开关，同步触发信号可控制门宽达到皮秒级，并通过设置适当的延迟时间间隔，使光阴面在焊接脉冲激光的一个焊接脉冲过程中处于关闭状态，从而实现对焊接光的滤波效果，在完成一个焊接脉冲后，ICMOS光阴面开启，并在下一个焊接脉冲到来之前关闭，完全避免焊接光和杂散光的影响。
[0012]ICMOS通过光电转换将光信号转换为焊接物品的实时图像，并将其发送至计算机，该过程循环进行，以实现监控图像的获取，由于采用窄门宽的ICMOS，可避免焊接过程中的焊接光和环境中的杂散光，所获取的焊接图片清晰，并能有效监控整个焊接过程。
[0013]优选的，焊接激光器产生焊接激光，该焊接机可以采用市面上的所有常用波段的脉冲激光，为避免其他波段的杂光对光电探测器造成误响应，在光电探测器前面加装一个窄带的相应波段的滤光片，该滤光片确保焊接激光产生同步信号的准确性，同步信号的产生不仅限于以外接探测器为基准，还可以通过激光器内部触发机制产生。
[0014]优选的，光电探测器探测到脉冲焊接激光信号后向同步控制板发送信号，同步控制板触发参考脉冲，并将其传递给ICMOS相机。
[0015]优选的，ICMOS相机接收到同步参考脉冲信号后，通过控制阴极面的开关，实现脉冲焊接激光和ICMOS的同步工作。
[0016]优选的，通过设置ICMOS光阴面的开启延迟时间，可以避免脉冲焊接激光的影响。
[0017]优选的，ICMOS结构经过前面加装紫外波段滤光片，使其在光阴面开启的时间段内只接受辅助紫外光源的光，从而有效控制监控图像的清晰度。
[0018]优选的，同步触发信号传递至像管光阴面后，像管开始工作，并通过相机将焊接图像的光线传递至计算机，实时输出监控图片。
[0019]一种通过窄门宽和紫外波段实时获取焊接监控图像方法，方法步骤如下：
[0020]S1:准备工作
[0021]在进行焊接监控之前，对系统进行准备工作，包括设置光电探测器，准备皮秒级紫外响应光谱ICMOS相机，辅助紫外光源和计算机，并确保它们都处于正常工作状态。
[0022]S2:焊接信号同步触发
[0023]当焊接开始时，光电探测器接收焊接脉冲激光器发出的参考脉冲激光,该参考脉冲激光通过同步信号控制触发装置发送给ICMOS相机，实现焊接信号的同步触发。
[0024]S3:控制ICMOS光阴面开关
[0025]同步控制系统生成同步触发信号，并将其传递给ICMOS相机，这个同步触发信号通过控制ICMOS光阴面的开关来控制门宽，使其能达到皮秒级的门宽，通过合适的延迟时间间隔，光阴面可以在焊接脉冲激光的一个焊接脉冲过程中保持关闭状态，从而实现焊接光的滤波效果。
[0026]S4:获取焊接监控图像
[0027]ICMOS相机根据控制的光阴面开关状态，对光信号进行光电转换，即将光信号转换为焊接物品的实时图像，该图像被发送至计算机进行处理和存储。
[0028]S5:系统循环工作
[0029]以上步骤将循环执行，以实现对焊接过程的持续监控，系统通过不断获取焊接监控图像，展现焊接过程中的细节和变化。
[0030]S6:清晰的焊接监控
[0031]由于采用窄门宽的ICMOS和紫外波段滤光片，系统可以完美避免焊接过程中的焊接光和环境中的杂散光的影响，这使得所获取的焊接图片清晰度较高，并能够有效监控整个焊接过程。
[0032]与现有技术相比较，本专利技术提供的一种通过窄门宽和紫外波段实时获取焊接监控图像系统及方法，具有以下有益效果：
[0033]1、实时监控焊接过程：通过窄门宽焊接图像和紫外波段辅助灯源，结合自研的ps级别时间分辨率的ICMOS相机和相应的滤光片，可以实时监控焊接过程，可以及时捕捉焊接中的变化和异常情况，帮助操作人员进行准确的调整和控制，从而提高焊接的稳定性和质量。
[0034]2、躲避激光焊接中的反射和散射光：激光焊接过程中常常会产生本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种通过窄门宽和紫外波段实时获取焊接监控图像系统，其特征在于，包括：同步信号控制触发装置，用于实现不同设备或系统之间的协同工作，它通过发送和接收同步信号来确保多个设备按照统一的时间基准执行操作或触发事件。光电探测器，光电探测器可以用于实现同步信号控制触发装置的应用，还能用作相机的感光元件，将光信号转换为电信号，在同步信号控制触发装置中，光电探测器可以通过接收同步信号来触发相机的图像采集，确保多个相机在同一时刻开始采集图像。皮秒级紫外响应光谱ICMOS相机，用于实现高速的光谱测量，可以在极短的时间内捕获和记录紫外光谱信息，其响应速度可达到皮秒级。辅助紫外光源，用于光谱分析，通过提供适当的紫外辐射源，可以激发样品中的发射或吸收特征，进而进行光谱测量和光谱分。计算机，用于处理和分析大量的数据；同步信号控制触发装置中，光电探测器在焊接开始时接收来自焊接脉冲激光器的参考脉冲激光，并将其传递给同步控制系统，同步控制系统生成同步触发信号，将其传递给ICMOS相机，以实现脉冲焊接激光和ICMOS的同步工作。通过控制ICMOS光阴面的开关，同步触发信号可控制门宽达到皮秒级，并通过设置适当的延迟时间间隔，使光阴面在焊接脉冲激光的一个焊接脉冲过程中处于关闭状态，从而实现对焊接光的滤波效果，在完成一个焊接脉冲后，ICMOS光阴面开启，并在下一个焊接脉冲到来之前关闭，完全避免焊接光和杂散光的影响。ICMOS通过光电转换将光信号转换为焊接物品的实时图像，并将其发送至计算机，该过程循环进行，以实现监控图像的获取，由于采用窄门宽的ICMOS，可避免焊接过程中的焊接光和环境中的杂散光，所获取的焊接图片清晰，并能有效监控整个焊接过程。2.根据权利要求1所述的一种通过窄门宽和紫外波段实时获取焊接监控图像系统，其特征在于：焊接激光器产生焊接激光，该焊接机可以采用市面上的所有常用波段的脉冲激光，为避免其他波段的杂光对光电探测器造成误响应，在光电探测器前面加装一个窄带的相应波段的滤光片，该滤光片确保焊接激光产生同步信号的准确性，同步信号的产生不仅限于以外接探测器为基准，还可以通过激光器内部触发机制产生。3.根据权利要求1所述的一种通过窄门宽和紫外波段实时获取焊接监控图像系统，其特征在于：光电探测器探测到脉冲焊接激光信号后向同步控制板发送信号，同步控制板触发参考...
【专利技术属性】
技术研发人员：豆西博，雷元，原野，恒毅，房继祖，
申请(专利权)人：西安中科原子精密制造科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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