一种电熔管件焊接质量的在线监测调节系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电熔管件焊接质量的在线监测调节系统，包括电熔焊机、电熔套筒、接线柱、待焊管件、红外CCD相机、超声相控阵探头、控制器。接线柱安装在电熔套筒上，电熔焊机与接线柱连接；待焊管件安装在电熔套筒内；红外CCD相机与电熔套筒等水平面上的电热丝正对；超声相控阵探头紧贴电熔套筒外壁；红外CCD相机、超声相控阵探头分别与控制器通信连接。其中，监测调节过程如下：CCD相机和超声相控阵探头共同作为图像获取及处理模块获取焊接过程中的数据：控制器将数据转化为图像。再将检测的温度数据及熔区数据与设定较优的参数进行比较；进一步调节焊接参数。本发明专利技术能够控制电熔焊机输出参数，实现焊接过程的自动化，保障电熔接头焊接质量。头焊接质量。头焊接质量。

【技术实现步骤摘要】
一种电熔管件焊接质量的在线监测调节系统


[0001]本专利技术涉及电熔焊接系统领域，尤其涉及一种电熔管件焊接质量的在线监测调节系统。

技术介绍

[0002]聚乙烯管道以其耐磨损、耐腐蚀、绝缘等特点，逐渐取代金属管道成为目前城镇燃气管道系统的主流之一。电熔焊接是聚乙烯管道主要连接方式之一。现有电熔接头管件结构包括电熔套筒主体、电热丝、接线柱、聚乙烯管材。电热丝在电熔套筒主体内表面上布丝，为空间圆柱面上的圆形布丝，沿聚乙烯管材轴向方向电热丝丝距均相同。电熔焊接工作原理为：将聚乙烯管材插入电熔套筒中，通过在电热丝两端施加电压，使电热丝发热融化聚乙烯材料使得电熔套筒与聚乙烯管材焊接在一起，最终形成具有一定强度的电熔接头。
[0003]目前部分焊机生产厂家推出全自动电熔焊机，主要解决通过扫码或RIFD全自动输入焊接时间的问题。但对于厂家而言，每次新推出电熔管件型号，都需要根据焊接电压和焊接时间的不同要求，对焊机工艺参数进行调整。新焊机的开发不仅成本高，而且缺乏验证数据，限制了电熔焊接技术的使用。焊接作业后，不检测电熔接头的缺陷，导致电熔接头的使用寿命减低，使维修成本加大。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种电熔管件焊接质量的在线监测调节系统，可以解决上述技术问题中的一个或是多个。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术提出的技术方案如下：
[0006]一种电熔管件焊接质量的在线监测调节系统，包括电熔焊机、电熔套筒、接线柱、待焊管件、红外CCD相机、超声相控阵探头、控制器。
[0007]所述接线柱安装在电熔套筒上，所述电熔焊机与所述接线柱连接；
[0008]所述待焊管件安装在所述电熔套筒内；
[0009]所述红外CCD相机与所述电熔套筒等水平面上的电热丝正对；
[0010]所述超声相控阵探头紧贴电熔套筒外壁；
[0011]所述红外CCD相机、所述超声相控阵探头分别与所述控制器通信连接；
[0012]其中，监测调节过程如下：
[0013]步骤1，设定焊接参数；
[0014]步骤2，确定电熔套筒内的熔区深度s；
[0015]步骤21，采用所述超声相控阵探头(6)对焊接界面与电熔套筒外表面的距离进行测量，其值为d1＝tr(v/2)；tr为焊接界面回波信号与电熔套筒外表面回波信号的时间差；v为超声声速；
[0016]步骤22，超声相控阵探头(6)测量熔区边界与电熔套筒外表面的距离，其值为d2＝ts(v/2)；ts为熔区边界回波信号与电熔套筒外表面回波信号的时间差；v为超声声速；
[0017]步骤23，电熔套筒内的熔区深度s＝d1
‑
d2；
[0018]步骤24，将熔区深度s数据汇总之后输出焊接过程中的变化曲线；
[0019]步骤3：确定焊接温度场数据；
[0020]步骤31，所述超声相控阵探头(6)采用“自适应曝光控制算法”选择曝光时间；
[0021]步骤32，对步骤21所获得的图像数据进行去噪处理，采用“形态学噪声滤除法”对图像进行去噪处理，并通过“距离误差灰度校正模型”对图像的灰度值进行校正；
[0022]步骤33，对步骤22所获得的图像采用“宽温度场分段测量方法”计算并合成该组图像的温度场，以伪彩色图像或三维图像形式显示焊接温度场，并给出该温度场的最高、最低温度值数据；
[0023]步骤4：将步骤2的结果和步骤3都结果与步骤1的焊接参数进行对比，进而调节焊接条件。
[0024]优选的：所述超声相控阵探头(6)在电熔套筒(4)的圆周方向等间距布置N个，N取值范围为4～8。
[0025]优选的：还包括质量评估方法，所述质量评估方法包括如下步骤：
[0026](1)采用所述超声相控阵探头对焊接部位进行扫描；
[0027](2)控制扫描触发时间，并选用不同频率范围以改变检测的分辨率；
[0028](3)确认焊接质量。
[0029]对于质量评估的结果是以最终形成的电熔接头是否有缺陷(比如说孔洞、电热丝错位等)；只要不含有缺陷就可认为是好的，质量过关。
[0030]本专利技术的技术效果是：
[0031]本专利技术能够实时检测焊接过程中温度变化以及熔区深度变化，并控制电熔焊机输出参数，实现焊接过程的自动化，保障电熔接头焊接质量；焊接结束后进行电熔接头缺陷检测，避免缺陷导致电熔接头焊接强度不强，保障电熔接头使用寿命，降低维修成本。
附图说明
[0032]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0033]在附图中：
[0034]图1为本专利技术的结构示意图；
[0035]图2为实施例一的流程示意图；
[0036]图3为实施例二的流程示意图；
[0037]其中，上述附图包括以下附图标记：1
‑
终端控制器；2
‑
电熔焊机；3
‑
红外CCD相机；4
‑
电熔套筒；5
‑
待焊管件；6
‑
超声相控阵探头；7
‑
接线柱。
具体实施方式
[0038]下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本专利技术，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的不当限定。
[0039]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0040]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0041]需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0042]为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电熔管件焊接质量的在线监测调节系统，其特征在于：包括电熔焊机、电熔套筒、接线柱、待焊管件、红外CCD相机、超声相控阵探头、控制器；所述接线柱安装在电熔套筒上，所述电熔焊机与所述接线柱连接；所述待焊管件安装在所述电熔套筒内；所述红外CCD相机与所述电熔套筒(4)等水平面上的电热丝正对；所述超声相控阵探头(6)紧贴电熔套筒(4)外壁；所述红外CCD相机、所述超声相控阵探头分别与所述控制器通信连接；其中，监测调节过程如下：步骤1:设定焊接参数；步骤2：确定电熔套筒内的熔区深度s；步骤21，采用所述超声相控阵探头(6)对焊接界面与电熔套筒外表面的距离进行测量，其值为d1＝tr(v/2)；tr为焊接界面回波信号与电熔套筒外表面回波信号的时间差；v为超声声速；步骤22，超声相控阵探头(6)测量熔区边界与电熔套筒外表面的距离，其值为d2＝ts(v/2)；ts为熔区边界回波信号与电熔套筒外表面回波信号的时间差；v...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冰清，冯帅康，孙斌，刘维玉，陈祖如，陈建强，
申请(专利权)人：宁波宇华实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：