焊接环境监控系统及方法与流程

1.本发明涉及焊接技术领域，尤其是涉及一种焊接环境监控系统及方法。


背景技术：

2.焊接作业对环境要求较高，如果施焊环境与工艺卡要求不符，会造成焊接缺陷，从而影响焊接安全、质量及进度，而在目前的核建设项目中，存在大量需要投入组装的物项(如阀门、设备等)，但这些物项的组装往往需要焊接，或需要对这些物项的外围进行大量的焊接，这些物项在焊接的过程中，受到的焊接环境因素影响很大，例如温度、湿度、风速等，当焊接环境的因素超出相应的焊接标准时，会严重降低母材的焊接质量，或对物项造成损坏，影响物项的正常安装使用。
3.为了解决上述问题，在焊接过程中，由作业人员使用温度测量设备、湿度测量设备、风速测量设备等在施焊现场定时、定点地进行测量，当任何一项参数超出标准时，则停止焊接，避免影响焊接质量。但是由于工人需要专心焊接并不能实时查看各项测量参数是否超过焊接工艺卡的要求，因此会对作业人员造成很大负担，人力成本很高，同时也无法确保焊接的质量。
4.另外，现有技术为了方便地实时监测物项的温度，通常会采用贴感温标签的方法控制焊接温度(温度上限)，而在实际施工中，焊接存在极大的光污染及噪音污染，感温标签往往会被烧损而不易被发现且感温标签只能测定被焊构件的温度上限，仍然不能方便地实时监测焊接环境的温度，并且也会造成大量温度标签耗材的浪费。


技术实现要素：

5.本发明提供一种焊接环境监控系统，能有效协助作业人员实时监监测焊接环境的温度、湿度和风速，并且能自动地根据焊接环境的温度、湿度和风速情况及时对外警报或终止焊接作业，对焊接作业进行保护，有效确保焊接质量，并有效降低作业人员的工作负担，使用方便。
6.本发明提供一种焊接环境监控系统，包括：
7.焊接环境监测器，焊接环境监测器用于检测焊接环境的温度、湿度以及风速；
8.处理系统，处理系统接收所述焊接环境监测器检测到的温度数据、湿度数据以及风速数据；
9.报警系统，报警系统受控于所述处理系统；
10.电源控制器，电源控制器受控于所述处理系统并且通过用于设在焊接机与电源之间实现控制对焊接机的通断电；
11.其中，所述处理系统分别根据所述焊接环境监测器检测到的温度数据、湿度数据、风速数据判断触发所述报警系统对外报警和/或触发所述电源控制器断开对焊接机的电源供应。
12.根据本发明提供的一种焊接环境监控系统，所述焊接环境监测器设有温度传感系
统、湿度传感系统、风速传感系统，所述温度传感系统、湿度传感系统、风速传感系统的数据输出端分别连接于所述处理系统，所述温度传感系统、湿度传感系统、风速传感系统分别设有用于检测焊接环境温度的温度传感器、用于检测焊接环境湿度的湿度传感器、用于检测焊接环境风速的风速传感器。
13.根据本发明提供的一种焊接环境监控系统，所述处理系统通过无线遥控触发所述电源控制器断开对焊接机的电源供应。
14.根据本发明提供的一种焊接环境监控系统，所述电源控制器设有电源输入口和电源输出口，所述电源控制器通过所述电源输入口对外接通电源，所述电源输出口用于电性连接焊接机。
15.根据本发明提供的一种焊接环境监控系统，所述报警系统包括分别受控于所述处理系统的报警灯和发声装置。
16.根据本发明提供的一种焊接环境监控系统，所述焊接环境监测器设置有显示屏，处理系统的数据输出端连接于所述显示屏，通过所述显示屏对外显示所述焊接环境监测器检测到的温度数据、湿度数据以及风速数据。
17.根据本发明提供的一种焊接环境监控系统，所述焊接环境监测器还设置有受控于所述处理系统的网络传输模块，处理系统通过所述网络传输模块把警报信号对外发送至移动终端。
18.根据本发明提供的一种焊接环境监控系统，所述温度传感系统还对外连接有热电偶，温度传感系统通过热电偶探测焊接母材的焊接温度并把焊接母材的焊接温度传输到所述处理系统，处理系统根据焊接母材的焊接温度判断触发所述报警系统对外报警和/或触发所述电源控制器断开对焊接机的电源供应。
19.根据本发明提供的一种焊接环境监控系统，还包括电偶支架和电偶保护套，所述电偶支架用于固定在焊接母材上，电偶支架上形成有螺孔，所述电偶保护套贯穿所述电偶支架并且可拆卸地螺纹连接在所述螺孔内，所述电偶保护套的外壁套接有夹扣，所述热电偶套接在电偶保护套内并通过所述夹扣固定扣紧，所述热电偶通过所述电偶保护套延伸并抵接至焊接母材。
20.根据本发明提供的一种焊接环境监控系统，还包括复位开关，当所述焊接环境监测器传输至处理系统的温度数据或湿度数据或风速数据≥处理系统内的预设阈值时，处理系统控制所述复位开关失效；当所述焊接环境监测器传输至处理系统的温度数据或湿度数据或风速数据低于处理系统内的预设阈值时，处理系统控制所述复位开关生效并通过触发所述复位开关控制所述电源控制器重新恢复对焊接机的电源供应。
21.根据本发明提供的一种焊接环境监控系统，所述风速传感器活动设置有旋转扇叶，风速传感器通过所述旋转扇叶的转速检测焊接环境的风速。
22.基于上述的焊接环境监控系统，本发明还提供一种用于核建设的焊接环境监控方法，包括上述的焊接环境监控系统，还包括如下步骤：
23.s1，在处理系统中分别预设温度阈值、湿度阈值以及风速阈值；
24.s2，温度传感系统探测到的温度数据、湿度传感系统探测到的湿度数据、风速传感系统探测到的风速数据分别传输到处理系统，处理系统把接收到的温度数据、湿度数据、风速数据分别与步骤s1中预设的温度阈值、湿度阈值、风速阈值进行比较；
25.s3，当处理系统接收到的温度数据达到温度阈值的80％～95％或接收到的湿度数据达到湿度阈值的80％～95％或接收到的风速数据达到风速阈值的80％～95％时，处理系统触发报警系统对外发出警报；
26.s4，当处理系统接收到的温度数据≥温度阈值或接收到的湿度数据≥湿度阈值或接收到的风速数据≥风速阈值时，处理系统触发电源控制器断开对焊接机的电源供应。
27.本发明提供的一种焊接环境监控系统，通过所述焊接环境监测器对焊接环境现场的温度、湿度以及风速进行实时监测，并把监测到的温度数据、湿度数据、风速数据分别传输至所述处理系统，由于报警系统和电源控制器分别受控于所述处理系统，在实际应用当中所述处理系统可以分别根据所述焊接环境监测器检测到的温度数据、湿度数据、风速数据进行判断，当检测到的环境数据触及或即将触及预设的上限值，即不符合焊接工艺卡所规定的标准时，可通过处理系统触发所述报警系统对外报警，提醒作业人员及时停止焊接作业并及时改善焊接环境，同时由于电源控制器用于设在焊接机与电源之间实现控制对焊接机的通断电，因此也可以通过处理系统触发所述电源控制器断开对焊接机的电源供应，触发应急措施，自动地及时终止焊接作业，避免影响焊接质量，当然也可以通过处理系统一并触发报警系统和电源控制器，同时对外发出报警和及时切断对焊接机的供电，因此可以对焊接作业进行保护，有效确保焊接质量，并有效协助作业人员实时监测焊接环境的温度、湿度和风速，且自动施展应急处理，故降低了作业人员的工作负担，降低人力成本，使用方便。另一方面也避免了温度标签耗材的大量消耗，减少浪费，有利于节能环保。
28.另外，本发明提供的一种焊接环境监控方法，在步骤s1中根据焊接工艺卡的标准预先在处理系统中设定温度阈值、湿度阈值以及风速阈值，让处理系统可以分别根据各项阈值作出判断，对报警系统或电源控制器发出控制指令。而在步骤s2中，处理系统分别实时接收来自温度传感系统、湿度传感系统、风速传感系统的温度数据、湿度数据、风速数据，同时把各项焊接环境的探测数据分别与预设的温度阈值、湿度阈值、风速阈值进行比较，通过数据比较监测焊接环境的温度、湿度和风速情况，判断是否对报警系统或电源控制器发出控制指令。在步骤s3中，当处理系统接收到的温度数据、湿度数据、风速数据中任意一个探测数据达到相应预设阈值的80％～95％时，处理系统首先触发报警系统对外发出警报，对作业人员发出警示信号，对外警示焊接环境已经不符合焊接工艺卡的标准，提醒作业人员尽快改善焊接环境，并作出随时停止焊接工作的准备，因此起到自动提醒作业人员的作用，使用方便，有效降低作业人员的工作负担。在步骤s4中，当处理系统接收到的温度数据、湿度数据、风速数据中任意一个探测数据大于或等于相应的预设阈值时，说明焊接环境已经不符合焊接工艺卡的标准，会影响母材的焊接质量或对物项造成损坏，此时处理系统会及时发出控制指令，触发电源控制器断开对焊接机的电源供应，及时终止焊接作业，对焊接作业进行保护，有效确保焊接质量，避免物项受到损坏。通过上述步骤能有效协助作业人员实时监监测焊接环境的温度、湿度和风速，并且能自动地根据焊接环境的温度、湿度和风速情况及时停止焊接作业，对焊接作业进行保护，有效确保焊接质量，并有效降低作业人员的工作负担，使用方便。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术
描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1是本发明的简要示意图；
31.图2是本发明的简要示意图；
32.图3是本发明进一步方案的局部结构示意图。
[0033]1‑
焊接环境监测器；2
‑
处理系统；3
‑
报警系统；4
‑
电源控制器；5
‑
温度传感系统；6
‑
湿度传感系统；7
‑
风速传感系统；8
‑
旋转扇叶；9
‑
电源输入口；10
‑
电源输出口；11
‑
报警灯；12
‑
发声装置；13
‑
显示屏；14
‑
热电偶；15
‑
复位开关；16
‑
电偶支架；17
‑
电偶保护套；18
‑
螺孔；19
‑
夹扣；100
‑
焊接机；200
‑
电源；300
‑
焊接母材；400
‑
冷却系统。
具体实施方式
[0034]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0035]
下面结合图1描述本发明的一种焊接环境监控系统，包括焊接环境监测器1、处理系统2、报警系统3以及电源控制器4，焊接环境监测器1用于检测焊接环境现场的温度、湿度以及风速，处理系统2接收焊接环境监测器1检测到的温度数据、湿度数据以及风速数据，报警系统3和电源控制器4分别受控于处理系统2，电源控制器4串联在焊接机100与电源200之间，以通过电源控制器4控制对焊接机100的通断电。
[0036]
其中，处理系统2分别根据焊接环境监测器1检测到的温度数据、湿度数据、风速数据判断触发报警系统3对外报警，或触发电源控制器4断开对焊接机100的电源供应，也可以同时触发报警系统3和电源控制器4一起工作。
[0037]
在本实施例中，通过焊接环境监测器1对焊接环境现场的温度、湿度以及风速进行实时监测，并把监测到的温度数据、湿度数据、风速数据分别传输给处理系统2，由于报警系统3和电源控制器4分别受控于处理系统2，在实际应用当中处理系统2可以分别根据焊接环境监测器1检测到的温度数据、湿度数据、风速数据进行判断，当检测到的环境数据触及或即将触及预设的上限值，即不符合焊接工艺卡所规定的标准时，可通过处理系统2触发报警系统3对外报警，提醒作业人员及时停止焊接作业并及时改善焊接环境，同时由于电源控制器4用于设在焊接机与电源之间实现控制对焊接机100的通断电，因此也可以通过处理系统2触发所述电源控制器4断开对焊接机100的电源供应，触发应急措施，自动地及时停止焊接作业，避免影响焊接质量，当然也可以通过处理系统2一并触发报警系统3和电源控制器4，同时对外发出报警和及时切断对焊接机100的供电，因此可以对焊接作业进行保护，有效确保焊接质量，并有效协助作业人员实时监测焊接环境的温度、湿度和风速，且自动施展应急处理，故降低了作业人员的工作负担，降低人力成本，使用方便。另一方面也避免了温度标签耗材的大量消耗，减少浪费，有利于节能环保。
[0038]
具体地，如图2所示，焊接环境监测器1设有温度传感系统5、湿度传感系统6、风速传感系统7，温度传感系统5、湿度传感系统6、风速传感系统7的数据输出端分别连接于处理
系统2，温度传感系统5设有用于检测焊接环境温度的温度传感器，湿度传感系统6设有用于检测焊接环境湿度的湿度传感器，风速传感系统7设有用于检测焊接环境风速的风速传感器。因此通过温度传感器、湿度传感器和风速传感器能有效监测焊接环境现场的温度、湿度和风速，把监测数据实时传输到温度传感系统5、湿度传感系统6、风速传感系统7，并同通过温度传感系统5、湿度传感系统6、风速传感系统7把监测数据实时传送给处理系统2，使得处理系统2可以通过接收到的数据实时监测焊接环境现场的情况。
[0039]
具体地，如图2所示，处理系统2通过无线遥控触发电源控制器4断开对焊接机的电源供应。因此可以实现对电源控制器4的远程控制，避免复杂的线路连接，使用更为方便。
[0040]
具体地，如图2所示，电源控制器4设有电源输入口9和电源输出口10，电源控制器4通过电源输入口9对外接通电源200，电源输出口10用于电性连接焊接机100，当焊接机100的电源接头与电源输出口10连接后，便可以获得电源供应，而电源控制器4相当于串联在电源200与焊接机100之间，可以通过电源控制器4控制对焊接机100的电源供给，便于及时断开对焊接机100的电源供应。
[0041]
具体地，如图2所示，风速传感器活动安装有旋转扇叶8，风速传感器通过旋转扇叶8的转速检测焊接环境的风速。
[0042]
具体地，如图2所示，报警系统3设有分别受控于处理系统2的报警灯11和发声装置12。因此当处理系统2需要触发报警系统3对外报警时，可以通过报警灯11对外产生闪光信号，也可以通过发声装置12对外播放声音信号，同时对外释放声光警报信号，能更有效引起现场作业人员的关注，更容易让作业人员留意到警报信号。
[0043]
具体地，如图2所示，焊接环境监测器1设有显示屏13，处理系统2的数据输出端连接于显示屏13，通过显示屏13对外显示焊接环境监测器1检测到的温度数据、湿度数据以及风速数据。因此作业人员可以通过显示屏13实时知悉焊接环境现场中的各项监测指标的情况，使用更为方便。
[0044]
具体地，焊接环境监测器1还设有受控于处理系统2的网络传输模块，处理系统2通过网络传输模块把警报信号对外发送至移动终端。因此可以实时地把警报信息对外远程发送给移动终端，便于监控人员可以通过手机远程知悉焊接现场的情况，并及时作出处理决策。
[0045]
然而，在组装建设中，需要对部分物项的外围母材进行焊接，而焊接所产生的高温会通过母材直接传递给物项，造成对物项的损坏，例如母材内部的塑胶件，当对母材进行焊接时，产生的高温会传递给塑胶件，造成塑胶件变黑或变形，影响正常使用，因此在焊接过程中需要严格控制对母材的焊接温度，避免焊接温度过高而造成对物项的损坏。为了解决这个技术问题，如图2所示，温度传感系统5还对外连接有热电偶14，温度传感系统5通过热电偶14探测焊接母材300的焊接温度并把焊接母材300的焊接温度传输到处理系统2，处理系统2根据焊接母材300的焊接温度判断触发报警系统3对外报警，或触发电源控制器4断开对焊接机100的电源供应，或同时触发报警系统3和电源控制器4一起工作。在实际应用时，可以通过在处理系统2中预设焊接母材的焊接温度阈值，在对焊接母材300的焊接过程中，温度传感系统5通过热电偶14实时监测焊接母材300的焊接温度，并把焊接温度数据实时传送给处理系统2，当处理系统2接收到的焊接温度数据触及或即将触及预设的母材焊接温度阈值时，通过处理系统2触发报警系统3对外报警，提醒作业人员及时停止焊接作业或及时
降低母材的焊接温度，例如可以利用冷却系统400及时对焊接母材300施以降温，也可以通过处理系统2触发电源控制器4断开对焊接机100的电源供应，触发应急措施，自动地及时停止焊接作业，避免对物项造成高温损坏，该方案能有效协助作业人员实时监测焊接母材300的焊接温度，自动地对作业人员发出焊接温度过高的风险警报，并且能自动中断焊接作业，保护物项不受高温损坏，在焊接作业中有效保护物项。
[0046]
具体地，在焊接作业过程中，为了便于让热电偶14稳定监测焊接母材300的焊接温度，如图3所示，还增设了电偶支架16和电偶保护套17，电偶支架16用于固定在焊接母材300上，可选地，电偶支架16为条带状并且固定附带有卡扣(图中未画出)，安装时，可先把电偶支架16环套在焊接母材300上，然后通过卡扣固定，使条带状的电偶支架16套紧在焊接母材300的表面，另外，电偶支架16上形成有螺孔18，电偶保护套17贯穿电偶支架16并且可拆卸地螺纹连接在螺孔18内，同时，电偶保护套17的外壁套接有夹扣19，热电偶14套接在电偶保护套17内并通过夹扣19固定扣紧，热电偶14通过电偶保护套17延伸并抵接至焊接母材300，使得热电偶14可以与焊接母材300紧密接触。该结构可以把热电偶14快速固定在焊接母材300上并且稳定接触焊接母材300的表面，便于热电偶14持续监测焊接母材300的焊接温度，有助于替代传统的感温标签，解决感温标签不可重复使用和容易烧损的缺点，增加了对焊接温度反馈的时效性和科学性，减少了感温标签的使用，更有利于对焊接物项的保护和资源的节约。
[0047]
进一步地，如图2所示，还包括复位开关15，当焊接环境监测器1传输至处理系统2的温度数据或湿度数据或风速数据≥处理系统2内的预设阈值时，处理系统2控制复位开关15失效；当焊接环境监测器1传输至处理系统2的温度数据或湿度数据或风速数据低于处理系统2内的预设阈值时，处理系统2控制复位开关15生效，通过触发复位开关15便可以控制电源控制器4重新恢复对焊接机100的电源供应。也就是说，当焊接环境监测器1监测到的焊接环境指标参数不符合焊接工艺卡的标准时，即处理系统2接收到的温度数据、湿度数据、风速数据中任一探测数据大于或等于处理系统2内的预设阈值时，复位开关15无法控制电源控制器4恢复接通电源；而当焊接环境得到改善，焊接环境监测器1监测到的焊接环境指标参数符合焊接工艺卡的标准后，处理系统2接收到的温度数据、湿度数据、风速数据均小于处理系统2内的预设阈值时，处理系统2便控制复位开关15生效，通过触发复位开关15便可以控制电源控制器4重新恢复对焊接机100的电源供应。该方案能便于当焊接环境恢复达标时对焊接机100的重新供电，便于作业人员操作，同时也能禁止当焊接环境不达标时重启对焊接机100的供电。
[0048]
基于上述实施例的焊接环境监控系统，本发明还提供一种用于核建设的焊接环境监控方法，包括上述的焊接环境监控系统，还包括如下步骤：
[0049]
s1，在处理系统2中分别预设温度阈值、湿度阈值以及风速阈值；
[0050]
s2，温度传感系统5探测到的温度数据、湿度传感系统6探测到的湿度数据、风速传感系统7探测到的风速数据分别传输到处理系统2，处理系统2把接收到的温度数据、湿度数据、风速数据分别与步骤s1中预设的温度阈值、湿度阈值、风速阈值进行比较；
[0051]
s3，当处理系统2接收到的温度数据达到温度阈值的80％～95％或接收到的湿度数据达到湿度阈值的80％～95％或接收到的风速数据达到风速阈值的80％～95％时，处理系统2触发报警系统3对外发出警报；
[0052]
s4，当处理系统2接收到的温度数据≥温度阈值或接收到的湿度数据≥湿度阈值或接收到的风速数据≥风速阈值时，处理系统2触发电源控制器4断开对焊接机的电源供应
[0053]
本发明提供的一种焊接环境监控方法，在步骤s1中根据焊接工艺卡的标准预先在处理系统2中设定温度阈值、湿度阈值以及风速阈值，让处理系统2可以分别根据各项阈值作出判断，对报警系统3或电源控制器4发出控制指令。而在步骤s2中，处理系统2分别实时接收来自温度传感系统5、湿度传感系统6、风速传感系统7的温度数据、湿度数据、风速数据，同时把各项焊接环境的探测数据分别与预设的温度阈值、湿度阈值、风速阈值进行比较，通过数据比较监测焊接环境的温度、湿度和风速情况，判断是否对报警系统3或电源控制器4发出控制指令。在步骤s3中，当处理系统2接收到的温度数据、湿度数据、风速数据中任意一个探测数据达到相应预设阈值的80％～95％时，处理系统2首先触发报警系统3对外发出警报，对作业人员发出警示信号，对外警示焊接环境已经不符合焊接工艺卡的标准，提醒作业人员尽快改善焊接环境，并作出随时停止焊接工作的准备，因此起到自动提醒作业人员的作用，使用方便，有效降低作业人员的工作负担。在步骤s4中，当处理系统2接收到的温度数据、湿度数据、风速数据中任意一个探测数据大于或等于相应的预设阈值时，说明焊接环境已经不符合焊接工艺卡的标准，会影响母材的焊接质量或对物项造成损坏，此时处理系统2会及时发出控制指令，触发电源控制器4断开对焊接机的电源供应，及时停止焊接作业，对焊接作业进行保护，有效确保焊接质量，避免物项受到损坏。通过上述步骤能有效协助作业人员实时监监测焊接环境的温度、湿度和风速，并且能自动地根据焊接环境的温度、湿度和风速情况及时停止焊接作业，对焊接作业进行保护，有效确保焊接质量，并有效降低作业人员的工作负担，使用方便。
[0054]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。