基于GMR的三维智能传感器对V型焊缝的检测设计

简述了基于GMR的三维焊缝检测传感器。为解决焊接加工自动化过程中空间焊缝的跟踪检测，将GMR焊枪悬浮高度传感器、焊缝检测传感器以及相应的微处理器有机结合并集成，用于检测跟踪三维焊缝。文章主要介绍对V型焊缝的检测和对信号做出相应的处理。基于这种三维智能传感器的焊缝跟踪系统，能够检测出空间中的V型焊缝并在很大程度上减小了焊缝检测的盲区。实验结果表明：焊缝跟踪精度高并能够检测出空间复杂三维焊缝——V型焊缝，达到设计要求。     

基于C8051F021和GMR传感器的焊缝检测通道设计

为了解决在焊缝检测过程中,传感器拾取信号的处理问题.本文提出以SOC(system on chip,片上系统)的C8051F021为基础,采用时间触发器分时处理焊缝和GMR(Giant Magneto Resistive,巨磁阻)焊枪悬浮高度传感器等信息,设计出焊缝的自动焊接检测通道.经试验表明,这些电路抗干扰能力强、实时性好,其采样精度完全满足控制系统的要求.具有很好的实用价值.     

基于改进TLD算法的激光视觉传感型焊缝跟踪

为了解决基于线激光视觉传感的焊缝中心位置定位精度不高的问题, 采用了一种基于改进跟踪-学习-检测(TLD)算法的焊缝跟踪方法。由激光视觉传感器实时获取焊缝图像, 采用将跟踪器与检测器结合的TLD算法实时跟踪焊缝特征点, 同时通过在线学习机制更新分类器参量。在此基础上对激光条纹图像截取感兴趣区域, 大幅减少检测器的搜索区域; 根据激光条纹光强分布特性, 结合纠偏方向选取跟踪器有效特征点, 以此提高算法效率, 对不锈钢板V型焊缝和搭接焊缝进行跟踪试验。结果表明, 跟踪与检测可实现共同定位焊缝中心位置, 其融合的焊缝跟踪方法能够准确地提取焊缝特征点, 两种焊缝跟踪平均绝对误差分别为0.062mm和0.052mm。此方法为提高焊缝跟踪精度提供了依据。     

基于GMR传感器阵列的生物检测研究

利用磁性传感器,特别是GMR传感器,对生物特异性反应进行检测,从而解决传统荧光检测存在的标记易失、可重复性差,对设备和技术人员要求高等缺点.采用超顺磁磁珠作为磁性标记物,将其与被测生物分子充分结合后固定在芯片表面,再通过磁阻传感器的磁阻变化检测磁性标记的存在.采用高灵敏度的GMR传感器和磁性含量高的磁性颗粒,减小标记与传感器之间的距离和尺度差异,能提高阵列生物检测性能.将GMR传感器阵列应用在生物检测上是极具发展前途的研究方向,通过对已有方案的改良或选用新型的材料,最终会实现磁性生物传感器灵敏、快速、便捷的实际应用.     

GMR生物传感器的原理及研究现状

GMR生物传感器包括三个部分,即免疫磁性微球、高灵敏度GMR传感器以及相关读出电路.与其他生物传感器相比,它具有灵敏度高、分辨力强、价格低、市场普及潜力大、设备小型化及测量过程自动化等优点.综述了GMR生物传感器的研究现状,对相关技术的工作原理进行了分析,提出了GMR生物传感器的应用前景和有待解决的问题.     

基于3D激光扫描传感器的焊缝区域跟踪方法设计

一般二维数据传感器在智能焊接领域应用中,跟踪焊缝区域时,焊接枪抖振会导致跟踪误差大的问题,提出基于3D激光扫描传感器的激光焊缝自动跟踪方法,应用3D激光扫描传感器获取到完整的激光焊缝3D位置数据。对采集到的焊缝位置信息展开全局最优解处理,提取激光焊缝的相关特征。对激光焊缝跟踪相关的距离特征进行分类处理:设计模糊跟踪算法,利用基本论域方法建立目标边缘特征模型,调整激光焊缝隶属度参数,实现目标融合特征分类。在激光焊缝特征分类的基础上,利用变论域理论提高焊接跟踪控制准确率和焊缝成形检测效率,完成焊缝区域的控制跟踪,实现无人化焊接。实验结果表明:这种方法在减小跟踪误差中有明显的效果。     

基于电弧传感焊缝跟踪的偏差信息检测

检测焊枪偏离焊缝信息是实现焊缝跟踪的精确度和可靠性的必要条件。基于摆动式电弧传感器的焊缝自动跟踪系统,利用电弧摆动来扫描焊缝,通过检测焊接电流的变化规律来检测焊缝的偏差信息。针对电弧信号不断变化往往存在谐波和噪声干扰,提出采用软件的中值滤波和均值滤波相结合方法对电弧信号进行处理,并且用积分差值法进行提取所需的焊缝偏差信息。通过实际的焊缝跟踪试验,结果表明该方法可以提高焊缝偏差信息检测的精确度和可靠性。     

Deviation detection for seam tracking with the

检测焊枪偏离焊缝信息是实现焊缝跟踪的精确度和可靠性的必要条件。基于摆动式电弧传感器的焊缝自动跟踪系统,利用电弧摆动来扫描焊缝,通过检测焊接电流的变化规律来检测焊缝的偏差信息。针对电弧信号不断变化往往存在谐波和噪声干扰,提出采用软件的中值滤波和均值滤波相结合方法对电弧信号进行处理,并且用积分差值法进行提取所需的焊缝偏差信息。通过实际的焊缝跟踪试验,结果表明该方法可以提高焊缝偏差信息检测的精确度和可靠性。     

GMR生物传感器的原理及研究现状

GMR生物传感器包括三个部分,即免疫磁性微球、高灵敏度GMR传感器以及相关读出电路。与其他生物传感器相比,它具有灵敏度高、分辨力强、价格低、市场普及潜力大、设备小型化及测量过程自动化等优点。综述了GMR生物传感器的研究现状,对相关技术的工作原理进行了分析,提出了GMR生物传感器的应用前景和有待解决的问题。     

巨磁电阻传感器

利用材料的巨磁电阻 (GMR)效应 ,可制得新一类磁电阻传感器—— GMR传感器。与传统的磁阻传感器相比 ,GMR传感器具有灵敏度高、可靠性好、测量范围宽、抗恶劣环境、体积小等优点 ,有广泛的应用前景。本文就目前已商业化的几种 GMR传感器的工作原理作一评述     

管道焊接激光视觉跟踪的定位方法研究

为解决在管道自动焊接过程中V型坡口的识别定位问题,提出了一种基于激光视觉传感的局部区域内分步式定位方法。首先建立模板匹配,利用模板匹配方式获取焊缝初始位置区域;然后采用阈值分割和边缘提取获得激光条纹边缘线,通过Shi-Tomasi算法对边缘线进行角点检测,得到边缘线上的亚像素角点位置坐标;最后采用最小二乘法拟合得到精确的边缘直线,对上下边界线求平均值提取激光条纹的中心线,求取直线的交点得到坡口轮廓的拐点信息。通过对实际焊接现场拍摄的50幅同一高度不同位置的图像进行检测,结果表明,分步式定位方法抗干扰性强,精度较高,为完成整个跟踪自动焊接过程奠定了基础。     

基于激光视觉传感器的机器人实时焊缝跟踪方法

为实现变姿态焊接过程的实时焊缝跟踪,提出基于机器人坐标系下绝对焊缝轨迹的实时跟踪算法。将线式激光传感器安装在机器人的法兰盘上,且位于焊枪运行的前方。焊接过程中,激光传感器连续采集焊缝位置信息,并结合手眼标定矩阵以及机器人实时姿态,将传感器采集的焊缝坐标转换到机器人基础坐标系下,从而形成空间绝对焊缝轨迹;再根据焊枪的当前位置与焊缝的空间绝对轨迹生成位置偏差。为了提高计算精度,提出采用三次非均匀有理B样条进行数据插值和检索;最后,将位置偏差变换到焊枪工具坐标系下进行实时修正。实验结果表明:该跟踪算法能够实现焊接机器人针对变姿态焊接过程的连续跟踪,跟踪过程平滑光顺,跟踪整体精度优于0.5 mm。基本满足焊缝实时跟踪应用的一般要求。     

焊缝检测与跟踪系统的软硬件设计与实现

为解决焊接加工自动化过程中焊枪与工件之间的跟踪检测,提高检测精度及可靠性,作者在实际项目研发中焊接系统硬件设计部分自行研究开发了以弱磁(GMR,Giant Magneto Resistive)传感器作为信息提取的器件,同时在系统软件设计中用uClinux嵌入式操作系统来增强系统的稳定性,该两项关键技术均首次用在焊接系统中.成品实验表明:检测精度高,运行良好,实现了设计目标,有很好的学术价值和推广应用价值.本文对该系统做了概要介绍,在国内,有关这方面的研究在此之前未曾见有报道.     

用于管道焊接的双模板匹配视觉定位方法

现有管道焊接的需求量越来越大,对自动焊接提出了更高的要求。为高效实现管道焊缝自动跟踪,本文引入机器视觉方法,设计一个视觉系统采集焊缝坡口图像,提出基于双模板匹配的视觉定位方法对焊缝中心和焊枪摆动中心进行实时定位处理,并根据二者偏差值实现焊接过程中的自动纠偏操作。实验结果表明,即便在弧光干扰下,所提出的双模板匹配方法仍能很好的实现定位处理。在计算复杂度相当,不影响定位实时性的情况下,其匹配精度可由单模板条件下的70%左右提升到90%以上,有效地提升了管道自动焊接的精确度与可靠性。     

巨磁阻生物传感器阵列及专用锁相放大器设计

EW_GⅠ是基于GMR(巨磁阻)传感器,用于检测血样中特种病毒的正在研发的生物芯片系统。叙述了其巨磁阻传感器阵列以及后端锁相放大IC电路的设计及实现。该阵列包含32个GMR传感器单元和2个传感器参考单元,形成多路的半桥式惠斯通电桥,用于感应绑定磁球的附加磁场。每个单元(100μm×100μm)由长1mm、宽7μm的巨磁电阻蜿蜒而成,该电阻采用[Ag(2nm)/NiFe(6nm)/Cu(2.2nm)/CoFe(4nm)]20结构,采用Ag作为镜面层,其饱和磁场小于等于30mT,GMR值约6%,单个传感器电阻约为780Ω。配套的锁相放大芯片包括了信号通道、参考通道、前置低噪声放大器、带通滤波器、可控增益放大器、相敏检测电路、正交移相电路、差分直流放大电路八个部分,整个设计功耗小于50mW@Vcc=3V。     

基于FCS的光纤不锈钢管焊接生产线的电控系统

介绍了基于现场总线控制系统（FCS）的光纤不锈钢管焊接生产线电控系统,其对传统PLC控制系统进行了改进和提高,通过PROFIBUS总线将分散的PLC和变频器等现场设备连接成一体,组成便于集中监控的现场总线控制系统。     

基于巨磁致电阻电流检测机理的电流驱动同步整流器

本文将一种基于巨磁致电阻(Giant Magneto Resistive--GMR)的电流检测技术应用于同步整流技术中.该技术可以克服传统电流驱动同步整流器中电流检测器件损耗较大、不能测直流、漏感大、不能工作于高频等缺点.本文内容包括GMR电流检测技术原理和性能分析,GMR电流检测电流驱动同步整流正激变换器的实验研究.研究结果表明,该变换器工作性能理想,在轻载情况下效率有较大幅度的提高,说明GMR是一种可以实际应用的电流检测技术.     

基于数字照度传感器的光源跟随系统研究

为了让物联网传感节点在户外长期工作,研究了一个光源自动跟随系统,放置在上下、左右四个数字照度传感器进行光照强度检测,单片机对水平和垂直方向的光强度差值做出控制,使双轴电机运动直至水平或垂直方向上的两个传感器输出基本一致,达到自动跟踪光源的效果。本设计的控制系统测量精度较高,实现提供物联网传感节点持续可靠运行。