一种高压干式焊接试验舱的高速摄像系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高压干式焊接试验舱的高速摄像系统，包括有：一光束发射装置、一光束接收装置以及光束折转反光镜组；所述光束发射装置和光束接收装置设置于高压干式焊接试验舱的舱体外，且舱体对应光束发射装置和光束接收装置的位置分别设置一进光视镜和一出光视镜；所述光束折转反光镜组设置于舱体内，其位置对应所述进光视镜和出光视镜；所述光束发射装置发出的光束从进光视镜射入到舱体内，经光束折转反光镜组的反光镜顺次反射，并经过焊机的电弧后再经反光镜反射，最终从出光视镜射出舱体后由光束接收装置接收。本实用新型专利技术提供的高压干式焊接试验舱的高速摄像光路系统可以拍摄各个位置平板焊接电弧的高速摄像照片，改善了传统的不足。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及高速摄像系统，特别是涉及一种高压干式焊接试验舱的高速摄像光路系统，该系统可应用于TIG、MIG等多种形式高压焊接工艺的试验研究。
技术介绍
目前，对水下管道干式焊接修补主要可以分为围桶式、高压式和常压式三种，其中高压干式焊接水下高压干式焊接维修技术由美国于1954年率先提出，1966年开始用于生产，在北海海域已有300m以下深水域的成功焊接修补作业记录。除了水下生命保障、水面与水下通讯联络等配套系统外，水下干式高压焊接维修技术的核心问题首先在于水下干式高压焊接工艺，因为环境气体压力、环境气体成分、焊接修补对象材料特性等因素的变化，都会使得焊接电弧特性、冶金特性及焊接工艺特性受到不同程度的影响，因而在每次水下焊接修补作业之前都需要对焊接工艺参数进行研究，为此就需要建立相应的高压干式焊接工艺研究试验装置，试验装置的主体就是高压焊接试验舱。高速摄像是进行高压环境电弧行为研究的重要手段，一般首先进行平板焊接研究，然后在此基础之上进行管道焊接研究。现有的高压焊接试验装置所采用的平板焊接工装结构通常为固定形式，只能进行水平位置焊接，相应的高速摄像系统也只能进行水平位置高压焊接电弧拍摄。为了深入细致地进行管道全位置焊接的平板焊接模拟研究，要求设计高压焊接试验舱舱内平板全位置焊接工装、并为之设计配套的全位置高压焊接高速摄像系统。现在，已经有了可以实现高压焊接试验舱舱内平板全位置焊接的工装，但还缺少与之相配合的全位置高压焊接高速摄像系统。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种可以应用于TIG、MIG等多种形式高压焊接工艺的试验研究的高压干式焊接试验舱的高速摄像光路系统。为实现上述目的，本技术采取技术方案一种高压干式焊接试验舱的高速摄像系统，包括有一光束发射装置、一光束接收装置以及光束折转反光镜组；其特征在于所述光束发射装置和光束接收装置设置于高压干式焊接试验舱的舱体外，且舱体对应光束发射装置和光束接收装置的位置分别设置一进光视镜和一出光视镜；所述光束折转反光镜组设置于舱体内，其位置对应所述进光视镜和出光视镜；所述光束发射装置发出的光束从进光视镜射入到舱体内，经光束折转反光镜组的反光镜顺次反射，并经过焊机的电弧后再经反光镜反射，最终从出光视镜射出舱体后由光束接收装置接收。在实际操作中，所述光束发射装置包括有激光器、光束抬升装置、光束横移装置以及扩束装置。具体来说，所述光束抬升装置由相对距离可以调节的2个反光镜组成所述光束横移装置也由相对距离可以调节的2个反光镜组成；所述扩束装置由小孔和两个透镜组成。上述的高压干式焊接试验舱的高速摄像系统中，所述光束折转反光镜组包括有5个反光镜，其中第一反光镜将经进光视镜入射的光束由Y向转折为Z向，第二反光镜将第一反光镜反射后的光线由Z向折转为X向，第三反光镜将第二反光镜反射后的光线由X向折转为Z向并经过焊机的电弧，第四反光镜将经过焊机电弧的光束由Z向转为X向，第五反光镜将第四反光镜反射后的光线由X向折转为Y向并由出光视镜射出。上述的高压干式焊接试验舱的高速摄像系统中，所述光束接收装置包括有一会聚透镜、一滤光片以及一高速摄像机。本技术由于采取以上设计，其具有以下优点1、本技术提供的高压干式焊接试验舱的高速摄像光路系统可以拍摄各个位置平板焊接电弧的高速摄像照片，改善了传统的不足。2、本技术提供的高压干式焊接试验舱的高速摄像光路系统可以通过调整光束抬升装置、光束横移装置消除因为高压焊接试验舱快开舱门的开启关闭而导致的光束位置误差。3、本技术可应用于TIG、MIG等多种形式高压焊接工艺的试验研究，其应用范围广，而且结构简单，利于推广。附图说明图1为本技术中的光路示意图图2为本技术安装在高压干式焊接试验舱上的结构示意图图3为本技术中光束发射装置的结构示意图图4为本技术中光束接收装置的结构示意图具体实施方式首先如图1、图2所示，为本技术所提供的一种高压干式焊接试验舱的高速摄像系统，它包括有一光束发射装置1、一光束接收装置2以及光束折转反光镜组3；光束发射装置1和光束接收装置2设置于高压干式焊接试验舱的舱体4外，且舱体4对应光束发射装置1和光束接收装置2的位置分别设置一进光视镜41和一出光视镜42；光束折转反光镜组3设置于舱体4内，其位置对应进光视镜41和出光视镜42；光束发射装置1发出的光束从进光视镜41射入到舱体4内，经光束折转反光镜组3的反光镜顺次反射，并经过焊机5的电弧后再经反光镜反射，最终从出光视镜42射出舱体后由光束接收装置2接收。配合图1、图3所示，在本技术中，光束发射装置1包括有激光器11、光束抬升装置12、光束横移装置13以及扩束装置14。具体来说，光束抬升装置12可以由相对距离可以调节的2个反光镜组成(图3中的M1、M2)，其主要是对光束进行上下位置的调整，当然光束抬升装置12也可以是其他结构，只要它能够实现对光束进行上下位置的调整即可，在此并不以此为限；光束横移装置13也可以由相对距离可以调节的2个反光镜组成(图3中的M3、M4)，即将光束抬升装置安装位置由垂直改成水平，就可以形成光束横移装置13，其主要是对光束进行水平位置的调整，当然光束横移装置13也可以是其他结构，只要它能够实现对光束进行水平位置的调整即可，在此并不以此为限；扩束装置14可以由小孔141和两个透镜组成142、143，小孔141和透镜142对激光束进行空间滤波，透镜143对激光束进行扩束，扩束装置14可以将激光光束光斑扩大为符合高压焊接电弧拍摄要求的直径水平，并且经扩束装置14出来的光束为平行光束。设置光束抬升装置12、光束横移装置13的主要目的是为了消除因为高压焊接试验舱快开舱门的开启关闭而导致的光束位置误差。再配合图1、图2所示，本技术中，为了便于说明，设高压干式焊接试验舱轴线为X轴，X轴的垂直平面为YZ平面，其中Z为高度方向。光束折转反光镜组3具体包括有5个反光镜，其中第一反光镜31将经进光视镜41入射的光束由Y向转折为Z向，第二反光镜32将第一反光镜31反射后的光线由Z向折转为X向，第三反光镜33将第二反光镜32反射后的光线由X向折转为Z向并经过焊机5的电弧，第四反光镜34将经过焊机5电弧的光束由Z向转为X向，第五反光镜35将第四反光镜34反射后的光线由X向折转为Y向并由出光视镜42射出。具体来说，光束折转反光镜组3的反光镜安装在调节装置上(调节装置图未示)，该调节装置可以调节反光镜的角度，同时也可以沿X、Y或Z向移动，调节装置的结构属于现有技术的范畴，其可以直接从市场购买，在此不做赘述。配合图1、图4所示，光束接收装置2包括有一会聚透镜21、一滤光片22以及一高速摄像机23。会聚透镜21将穿出高压干式焊接试验舱上出光视镜42的光束和焊接电弧图像进行接收之前的会聚，会聚之后再通过滤光片22过滤使得其亮度符合高速摄像机要求，高速摄像机23要求根据具体的焊接形式以相适应的帧数拍摄焊接电弧图像。权利要求1.一种高压干式焊接试验舱的高速摄像系统，包括有一光束发射装置、一光束接收装置以及光束折转反光镜组；其特征在于所述光束发射装置和光束接收装置设置于高压干式焊接试验舱的舱体外，且舱体对应光束发射装置和光束接收装置的位置分别设置一进光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压干式焊接试验舱的高速摄像系统，包括有：一光束发射装置、一光束接收装置以及光束折转反光镜组；其特征在于：所述光束发射装置和光束接收装置设置于高压干式焊接试验舱的舱体外，且舱体对应光束发射装置和光束接收装置的位置分别设置一进光视 镜和一出光视镜；所述光束折转反光镜组设置于舱体内，其位置对应所述进光视镜和出光视镜；所述光束发射装置发出的光束从进光视镜射入到舱体内，经光束折转反光镜组的反光镜顺次反射，并经过焊机的电弧后再经反光镜反射，最终从出光视镜射出舱体后由光 束接收装置接收。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：焦向东，房晓明，周灿丰，邓双成，吕涛，王中辉，马洪新，刘春厚，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，海洋石油工程股份有限公司，北京石油化工学院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]