申请/专利权人：交通运输部天津水运工程科学研究所

申请日：2023-08-23

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN116765652B

主分类号：B23K26/70

分类号：B23K26/70;B23K26/21;G01J1/42;G01J11/00;G01B11/26

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2023.10.10#实质审查的生效;2023.09.19#公开

摘要：本发明涉及激光焊接领域，尤其涉及光纤传感器激光焊接焦点追踪与能量分布监测方法及装置。通过探测得到到达面阵光探测器阵列表面的光探测像元的数量N单位像元的光通量，计算到达所述面阵光探测器阵列的当前光斑能量，根据所述当前光斑能量和测量得到的激光发散角度，计算得到焦点与面阵光探测器阵列之间的距离。在计算得到焦点与面阵光探测器阵列之间的距离之后，还包括调整激光器出射高度，进而调整焦点与面阵光探测器阵列之间的距离以及到达焊接点的能量，以实现对光纤传感器焊接的精准控制。

主权项：1.光纤传感器激光焊接焦点追踪与能量分布监测装置，其特征在于，其包括控制器单元、角度探测单元、透光窗口镜、面阵光探测器阵列以及激光发射器，所述透光窗口镜设置在光纤下方，所述透光窗口镜上侧为一平整面，所述平整面用于放置光纤，所述平整面垂直于激光发射光轴方向；所述面阵光探测器阵列设置在所述透光窗口镜正下方，并连接到所述控制器单元；所述面阵光探测器阵列用于探测到达其表面的当前光探测像元的数量N，并将所述当前光探测像元的数量N发送给所述控制器单元；所述控制器单元，根据接收到的所述当前光探测像元的数量N和单位像元的光通量，计算到达所述面阵光探测器阵列的当前光斑能量；所述角度探测单元，用于获得所述激光发射器的激光发散角度；所述控制器单元，用于根据光斑面积和当前激光发散角度，计算得到焦点与面阵光探测器阵列之间的距离；所述控制器单元还用于计算激光焊接的吸收率，并根据激光焊接吸收率校正激光发射器出射高度；所述焦点追踪与能量分布监测装置还包括激光出射高度调节单元，其通过所述激光出射高度调节单元调整激光发射器出射高度，进而调整焦点与面阵光探测器阵列之间的距离以及到达焊接点的能量；所述焦点追踪与能量分布监测装置还包括激光出射功率校正单元，所述激光出射功率校正单元根据到达所述面阵光探测器阵列的当前光斑能量与理论光斑能量的比较结果，对激光出射功率进行校正，通过测量计算未作用于光纤焊接的激光光束的像元数量，可以准确判定激光的吸收率；并根据激光焊接吸收率进一步调整焦点与面阵光探测器阵列之间的距离，可方便地对焊接位置和能量密度进行调节和控制。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 交通运输部天津水运工程科学研究所 光纤传感器激光焊接焦点追踪与能量分布监测方法及装置

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