基于傳聲器陣列的激光焊接過程質(zhì)量檢測理論與方法.pdf

1、鑒于聲信號是激光焊接過程質(zhì)量檢測的相關(guān)性較強的參數(shù)，其帶有大量激光焊接過程信息，如焊接熔體金屬、熔池小孔、金屬蒸汽和等離子體的變化情況，且具有響應(yīng)速度快、非接觸測量的特點，非常適合作為激光焊接過程質(zhì)量檢測參量。但由于聲信號極易受到環(huán)境噪聲的干擾，因此它在激光焊接過程質(zhì)量檢測中的應(yīng)用受到一定的限制。近期的研究發(fā)現(xiàn)，傳感器陣列技術(shù)與信號處理方法能夠消除環(huán)境噪聲、提取特征信號，同時可以實現(xiàn)聲源定位、跟蹤，這就為激光焊接過程質(zhì)量檢測提供了新的途

2、徑和方法。
　　本文主要基于聲信號，對激光焊接過程質(zhì)量檢測進行研究。采用新的信號處理技術(shù)——盲信號分離算法，實現(xiàn)激光焊過程聲信號的降噪、激光特征聲信號的提??；以及基于傳聲器陣列技術(shù)——波束形成算法，對激光焊接過程中的聲源進行定位與跟蹤。
　　本文首先深入研究了熔池小孔和熔體金屬以及氣流噴射兩大聲源，建立了基于熱傳導(dǎo)和流體動力學(xué)理論的熔池小孔和熔體金屬模型；同時以有限元聲學(xué)軟件為基礎(chǔ)，通過數(shù)值計算，得到激光焊接過程中輻射聲場的

3、分布情況。
　　在激光聲源發(fā)聲機理的研究基礎(chǔ)上，采用實驗方法，研究了不同焊接工藝參數(shù)與激光聲信號的關(guān)系，建立了激光焊過程標(biāo)準(zhǔn)聲信號庫。
　　研究了盲信號分離算法，根據(jù)選定的優(yōu)化準(zhǔn)則和合適的對比函數(shù)，實現(xiàn)了對聲信號的降噪、激光焊過程特征聲信號的提取。同時，采用基于傳聲器陣列技術(shù)的波束形成算法，根據(jù)傳聲器陣列接收聲波的時間差和位置差，實現(xiàn)了激光焊過程聲源的定位與跟蹤。
　　最后，本文從試驗的角度研究了傳聲器陣列技術(shù)在400