文档介绍：[管道电弧声发射特征和熔深控制基础试验研究]焊接熔深标准
摘要:为满足国际市场竞争的需要、符合中国能源发展战略要求，并拓展声发射应用领域、促进管道焊接新技术发展，本文对管道电弧声发射特征信号硬件系统设计方面进行了初步叙述。
关键词:管道焊接；焊缝熔深控制；电弧声发射
多年来，即使中国的管道行业有了一个快速的发展，但中国含有自主知识产权的管道全位置自动焊机还比较少。管道全位置自动焊接装备在中国管道工程上大规模应用，管道焊接熔深控制成为实现管道打底单面焊双面成型关键技术之一。在实际生产中，熟练焊工往往能依据电弧声分辨熔滴过渡方法、焊接过程稳定性和飞溅大小，这说明电弧声可成为用于焊接质量检测的潜在信息源之一，而管道结构特征为电弧声发射信号在低噪声管内传输发明条件，所以本课题提出管道电弧声发射特征和熔深控制试验研究，为管道焊接熔深智能控制提供新的方法，对管道焊接新技术在实际生产中应用含有一定推进作用。
一、管道电弧声发射特征信号硬件系统设计；
1、管道焊接电弧声发射试验系统示意图
2、传声器
传声器是声电转换的换能器，经过声波作用到电声元件上产生电压，再转为电能。选取Φ的电容式传声器进行电弧声发射信号拾取，传声器的频率响应范围为20～20210Hz，含有超心形指向性，灵敏度/Pa，信噪比大于60dB，拾音距离范围20～50cm。管外传声器固定在焊枪上，管内传声器的放置由支架完成，并指向电弧，距离电弧中心约50cm。
3、信号适配电路
信号适配电路原理图3所表示。焊接电流和电弧电压分别采取分流器和分压电阻获取，经运算放大器LM358放大，再经阻抗变换、限幅后进入PCI-1713的模拟通道AI2和AI3。
传声器拾取的电弧声发射信号比较微弱，经过LM358提升其分辨率。为了降低噪声影响，考虑到传声器的频率响应范围，采取MAXIM企业的集成芯片MAX274和MAX263设计了通带频率范围为20～20210Hz的带通滤波器。信号经滤波后进入PCI-1713的模拟通道AI2和AI3。
4、数据采集卡
本系统使用基于PCI总线的32通道模拟量采集控制卡PCI-1713，它采取12位高速A/D转换，采集率可达100KS/s，并在输入和PCI总线之间提供了2500VDC的直流光隔离保护，用于保护PC及外设免受输入线上高压电的损害。PCI-1713使用一个PCI控制器作为采集卡和PCI总线的接口所表示。因为它支持PnP，其基地址及中止全部由系统自动配置。
二、研究方案
1、建立管道焊接电弧声发射采集试验硬件系统
1 管道外正面电弧声发射单通道信号采集系统，用于监测电弧飞溅、干伸长、弧长、熔透和焊接位置等方面的电弧声发射信号特征；
2 管道内电弧声发射单通道信号采集系统，用于监测管道内电弧声发射特征，关键监测熔透电弧声发射特征；
3 管道壁上安装1个传感器，研究电弧声在管壁中传输特征。
2、管道焊接电弧声发射声道形成机理
试验是采取内外2个声传感器，测量电弧声发射信号在空气中传输特征；同时在管道壁上安装1个传感器