【摘 要】
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激光熔池温度场监测技术作为激光加工中的一项关键技术得到国内外普遍关注,很多学者对其进行了大量研究。激光熔池温度场的实时监测对提高像激光焊接、激光熔覆、激光直接快
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激光熔池温度场监测技术作为激光加工中的一项关键技术得到国内外普遍关注,很多学者对其进行了大量研究。激光熔池温度场的实时监测对提高像激光焊接、激光熔覆、激光直接快速成型金属零件等激光加工零件的质量起到了重要作用。因此,对熔池温度场的研究具有重要的学术价值和实际应用意义。采用非接触测量方法,研制激光熔池温度场监测装置,提出一种双电荷耦合器件(Charge Coupled Device, CCD)比色测温系统。该系统采用双CCD采集两种不同波长下激光熔池温度场的红外图像,并将图像传输到电脑(Personal Computer, PC)中进行图像处理,提取处理后不同波长下的图像的灰度值,应用比色测温原理计算被测目标温度。通过激光熔池温度场监测实验验证了该测温系统的有效性,实验表明该系统响应速度快,受周围环境影响小,实现了温度场的有效检测,为温度场的测量提供了新的手段。根据建立的双CCD比色测温系统开发了配套的测温软件,该软件界面清晰,操作便捷,实现了对熔池温度场的实时监测与分析。该软件能实时显示激光熔池动态的图像。结合图像处理技术,利用比色测温算法,可实时显示激光熔池内指定点的温度值。通过激光熔池温度场监测实验验证了测温软件的实时性。分析影响双CCD比色测温系统的因素,指出滤光片的选择方法,通过激光熔池温度场监测实验来选择滤光片。利用红外测温仪对测温系统进行标定,对45号钢试件进行激光熔池测温,并给出系统的测温误差范围。通过对指定试件进行激光熔池监测实验,进一步验证测温系统的有效性和测温软件的实时性。
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