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为了实时监测激光焊接质量，设计了一套双层光电传感系统，系统能实时采集焊接实验中金属蒸汽及熔池两焊区的光辐射信号。信号经过PIN光电传感器转换成电压信号被数据采集卡采集保存。利用Matlab软件对采集数据进行频域分析。实验分析发现，金属蒸汽和熔池的光辐射有相似的频谱特征，频谱线波动程度与焊缝质量有明显关系。结果表明，该检测系统能有效实时监测焊接状态、识别焊接缺陷。