焊缝位置传感器。目前的探伤跟踪系统中多采用电磁式差动传感器和摄像头作为焊缝位置检测单元。在实际应用中,由于焊接时多采用直流焊机,焊接后一般还要实行倒渣操作,导致焊缝在检测之前已被磁化,同时焊缝的形状并不完全对称,这些因素使得电磁式差动传感器的应用效果并不理想,难以实现焊缝的自动跟踪。采用摄像头作为检测单元实现自动跟踪需要进行图象处理,其运算代价较高,对控制器的运算速度具有很高的要求,在焊缝的高速检测中应用还有一段距离,目前主要用于人工操作的跟踪系统。这里我们设计了一种基于激光测距原理的扫描式焊缝位置传感器,它使用激光测距传感器作为距离敏感元件,采用一个往复扫描机构,通过扫描获取钢管焊缝的二维图象,提供给工业控制计算机提取钢管焊缝信息,用来对钢管焊缝实现自动跟踪。这种传感器具有精度高、抗干扰、数据处理简单等优点。
焊缝传感器接口卡。焊缝位置传感器本身也是一个伺服系统,需要实时地对扫描机构的运行进行控制,同时还要采集扫描的位置和焊缝的高度信息,以便于工控机提取焊缝的特征。为此采用单片机作为控制核心设计了从计算机系统,通过ISA总线与工控机相连。使系统以一定的时序独立工作,实现对扫描机构的控制、焊缝位置信号的采集以及数据的预处理和传输。为了实现扫描速度曲线的优化,采用零相位跟踪方法控制扫描机构,以便获取尽可能多的有效采样数据,对获取的焊缝数据使用小波分析方法提取焊缝的位置。