[实用新型]基于单光子探测的熔焊过程监测装置

权利要求书

1.一种基于单光子探测的熔焊过程监测装置，其特征在于：高速电机A（1）、多面体转镜A（2）、高速电机B（3）、多面体转镜B（4）、电机驱动器（5）、多波段滤光片（6）、单光子探测器（8）共同组成单光子面扫描系统，每完成一个扫描周期即可探测一正方形区域光子信息；所述单光子面扫描系统安装在支架（11）上，支架（11）安装在导轨（12）上，导轨（12）带动支架（11）沿着在焊接方向配合焊接速度与扫描范围做间歇式运动，相邻两次运动间隔时间大于单光子面扫描系统完成一周期扫描所需时间，保证单光子面扫描系统完成一周期探测；所述单光子面扫描系统在导轨（12）上前进的步距小于扫描正方形区域的边长；所述多面体转镜A（2）与高速电机A（1）连接，多面体转镜B（4）与高速电机B（3）连接，高速电机A（1）、高速电机B（3）分别与电机驱动器（5）连接，所述电机驱动器（5）与工业电脑（10）连接；单光子探测器（8）与多面体转镜A（2）相配合，接收多面体转镜A（2）前方的多波段滤光片（6）的反射光线，单光子探测器（8）与高速数据采集卡（7）相连，高速数据采集卡（7）通过信号调理模块（9）与工业电脑（10）相连。

2.根据权利要求1所述的基于单光子探测的熔焊过程监测装置，其特征在于：所述的高速电机A（1）带动多面体转镜A（2）对焊缝宽度方向上的光子数进行扫描，高速电机B（3）带动多面体转镜B（4）对焊缝垂直方向上的光子数进行扫描，所述高速电机A（1）的轴线方向与高速电机B（3）的轴线方向垂直；在高速电机A（1）转轴带动下的多面体转镜A（2）前方安装多波段滤光片（6）。

3.根据权利要求1或2所述的基于单光子探测的熔焊过程监测装置，其特征在于：所述的高速电机A（1）、高速电机B（3）在电机驱动器（5）的控制下，扫描范围内的转角相互配合，扫描焊缝宽度方向的高速电机A（1）每完成预设宽度的扫描次数，垂直方向的高速电机B（3）相配合的偏转一次角度。

4.根据权利要求1所述的基于单光子探测的熔焊过程监测装置，其特征在于：所述多面体转镜A（2）与多波段滤光片（6）相配合，不同光谱波段的滤光片分别安装在多面体转镜A（2）的各个镜面之前，使不同镜面反射不同波长范围的红外波，以获得各时间点的最佳红外光子信息；所述多面体转镜A（2）的对称的镜面采用相同波长范围的滤光片。

5.根据权利要求1或4所述的基于单光子探测的熔焊过程监测装置，其特征在于：所述的多波段滤光片（6）为不同光谱波段的多组滤光片，多波段滤光片（6）在多面体转镜A（2）的各镜面前的安装需要结合光路扫描范围，多波段滤光片（6）的尺寸只作用于入射光线范围，反射光线直接射入单光子探测器（8）。

6.根据权利要求1所述的基于单光子探测的熔焊过程监测装置，其特征在于：所述的单光子面扫描系统的扫描平面中心与焊缝中心线重合，并将焊缝宽度方向全部覆盖，使单光子探测器（8）在高速数据采集卡（7）的作用下接收到刚凝固而未冷却的焊缝的单光子信号。