利用等離子體的光、聲、電荷信號(hào)對(duì)激光焊接過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)，近年來(lái)已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，少數(shù)研究成果已達(dá)到了閉環(huán)控制的程度。激光焊接質(zhì)量檢測(cè)和控制系統(tǒng)所用傳感器及其功能簡(jiǎn)單介紹如下：

　   （1）等離子體監(jiān)測(cè)傳感器

　　 1）等離子體光學(xué)傳感器（PS）：它的作用是采集等離子體的特征光一紫外光信號(hào)。

　 　2）等離子體電荷傳感器（PCS）：利用噴嘴做探針檢測(cè)由于等離子體帶電粒子（正離子、電子）的不均勻擴(kuò)散而在噴嘴和工件之間形成的電位差。

　　（2）系統(tǒng)功能

　　 1）識(shí)別激光焊接過(guò)程屬于何種方式。穩(wěn)定深熔焊過(guò)程，有等離子體，PS、PCS信號(hào)均很強(qiáng)；穩(wěn)定熱導(dǎo)焊過(guò)程，不產(chǎn)生等離子體，PS、PCS信號(hào)幾乎等于零；模式不穩(wěn)定焊過(guò)程，等離子體間斷性地產(chǎn)生和消失，相應(yīng)地PS、PCS信號(hào)間斷性地上升和下降。

　 　2）診斷傳輸?shù)胶附訁^(qū)的激光功率是否正常、當(dāng)其他參數(shù)一定時(shí)，PS和PCS信號(hào)的強(qiáng)弱與入射到焊接區(qū)的功率大小有對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此，監(jiān)視PS和PCS信號(hào)就可以知道導(dǎo)光系統(tǒng)是否正常，焊接區(qū)的功率是否發(fā)生了波動(dòng)。

　　 3）噴嘴高度自動(dòng)跟蹤。PCS信號(hào)隨噴嘴-工件距離的增加而減小。利用這一規(guī)律進(jìn)行閉環(huán)控制可以保證噴嘴-工件距離不變，實(shí)現(xiàn)高度方向的自動(dòng)跟蹤。

　 　4）焦點(diǎn)位置自動(dòng)尋優(yōu)和閉環(huán)控制。在深熔焊范圍內(nèi)，光束焦點(diǎn)位置發(fā)生波動(dòng)時(shí)，PS接收到的等離子體光信號(hào)亦隨之變化，以最佳焦點(diǎn)位置處（此時(shí)小孔最深）PS信號(hào)最小。依據(jù)所發(fā)現(xiàn)的這個(gè)規(guī)律，可以實(shí)現(xiàn)焦點(diǎn)位置自動(dòng)尋優(yōu)與閉環(huán)控制，使焦點(diǎn)位置波動(dòng)小于0.2mm，熔深波動(dòng)小于0.05mm。