自從1980年代引入機器人焊接以來(lái)，操作員需要監視自動(dòng)化焊接過(guò)程以確保其正常運行。監視焊接過(guò)程，意味著(zhù)操作員需要直接盯著(zhù)焊接進(jìn)程。過(guò)去操作員一般需要依靠焊接頭盔和防護屏，避免自己直接接觸焊接電弧產(chǎn)生的有害輻射下。隨著(zhù)科技的進(jìn)步發(fā)展，如今監視焊接過(guò)程，已經(jīng)可以依靠焊接熔池監控相機解決。

市場(chǎng)上已經(jīng)為焊接熔池監控相機提供了多種選擇，但由于曝光過(guò)度或曝光不足，大多數熔池焊接相機無(wú)法真正提供清晰的監測圖像。大多數標準相機只能捕獲圖像中約1000:1的亮度范圍?？紤]到明弧焊附近的亮度范圍超過(guò)10000000:1，急需能實(shí)現高動(dòng)態(tài)范圍圖像的熔池焊接相機。

首次捕獲高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）圖像的嘗試是使用配備了不可移動(dòng)的深色濾鏡的相機進(jìn)行的。盡管可見(jiàn)焊接電弧，但操作員無(wú)法監控背景。為了解決這個(gè)問(wèn)題，研究人員實(shí)施了暗點(diǎn)過(guò)濾器以遮蓋焊縫的最亮部分，以提供更好的可見(jiàn)性。盡管這是一項改進(jìn)，但最終結果非常依賴(lài)點(diǎn)濾光器的對準精度，以至于潛在的誤差大于收到的結果。

近年來(lái)，焊接熔池監控相機一直在利用一種非光學(xué)技術(shù)來(lái)捕獲HDR圖像，該圖像使用色調映射運算符，在不同曝光條件下極其快速地拍攝的多個(gè)圖像結合在一起?？焖俪上裨谧兓徛膱?chǎng)景中效果很好。但對于焊弧的快速變化特性，它還不夠快。為了使其有效工作，必須有一個(gè)每秒平滑的視頻速率，以提供足夠的幀以進(jìn)行數學(xué)組合，這通常會(huì )導致高成本的計算機和電子硬件。

市面上，還具有一種帶變色光學(xué)元件的焊接熔池相機提供了全光學(xué)解決方案。這些鏡片的工作方式與過(guò)渡眼鏡鏡片相似：在陽(yáng)光下變暗，然后在黑暗中變清晰。但是，就像眼鏡一樣，相機鏡頭適應光線(xiàn)變化的速度還不夠快。光致變色光學(xué)相機可以與拐點(diǎn)相機結合使用，以生成一些HDR圖像，但是在高像素周?chē)霈F像素模糊和飽和的可能性非常高。

很明顯，以上這些解決方案無(wú)法產(chǎn)生始終如一的清晰、全視圖、實(shí)時(shí)圖像。但近年來(lái)，市場(chǎng)上已出現一種利用CMOS圖像傳感器的熔池焊接相機。這些傳感器提供自然的對數響應，不會(huì )飽和并消除任何泛光效應，因為當暴露于高強度光線(xiàn)時(shí)不會(huì )有過(guò)多的電荷積聚。它具有極高的精度，在HDR成像的最高范圍內，提供了大于160 dB的動(dòng)態(tài)范圍。HDR成像非常適合解決焊接電弧中極亮的光線(xiàn)，同時(shí)還解決同一圖像中周?chē)^暗的區域。

當然，傳感器解決方案并非沒(méi)有其細微差別。背景噪聲可能會(huì )使傳感器脫節，但是特殊的高級背景噪聲補償可以最大程度地減少問(wèn)題并減少對圖像質(zhì)量的總體影響。該算法使傳感器能夠在正常、黑暗和明亮條件下查看場(chǎng)景，同時(shí)無(wú)需改變就可以查看明亮的物體。換句話(huà)說(shuō)，該技術(shù)允許操作員查看焊接電弧和熔池以及背景材料。

使用焊接熔池相機實(shí)時(shí)監控焊接過(guò)程，意味著(zhù)操作員無(wú)需直接在焊接區域，大大提高了職業(yè)健康和安全性。通過(guò)將操作員從焊接環(huán)境中移開(kāi)，可大大減少操作員電擊、吸入煙氣、焊眼和其他與工作有關(guān)的問(wèn)題的機會(huì )，從而減少了病假時(shí)間，并使操作員更加健康，工作環(huán)境舒適。

焊接熔池相機，為操作員提供了更好的輸入監控，并大大減少了設置時(shí)間。它還減少了操作員在調整過(guò)程中停止的需求，從而增加了起弧時(shí)間。使用焊接熔池相機的公司還可以減少廢品率和增加利潤，可以快速實(shí)時(shí)地對問(wèn)題進(jìn)行實(shí)時(shí)故障排除并確定最有可能導致缺陷發(fā)生的原因。通過(guò)直接查看焊接電弧，操作員可以立即進(jìn)行調整。

除了提供實(shí)時(shí)監控焊接過(guò)程外，焊接熔池相機還能夠記錄焊接操作的實(shí)時(shí)視頻。這些記錄視頻可以提供檢查，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。