[发明专利]大尺度金属构件偏析度分析仪及分析方法

权利要求书

1.一种大尺度金属构件偏析度分析仪，其特征在于：所述分析仪包括高精密三维数控工作台、样品表面加工模块(6)、偏析度分析模块(8)和结果表征模块；

所述高精密三维数控工作台包括在水平X轴(1)和Y轴(10)方向精密移动用于固定待测样品(9)的水平样品台(2)，以及相互平行且垂直于X轴Y轴平面的Z轴(3)和W轴(7)；

所述样品表面加工模块(6)和偏析度分析模块(8)能够上下移动地分别安装在高精密三维数控工作台的Z轴(3)和W轴(7)上，位于水平样品台(2)上的待测样品(9)的上方；

所述样品表面加工模块(6)包括用于在待测样品(9)表面进行表面加工的刀具(4)；

所述偏析度分析模块(8)包括激发光源和用于对待测样品(9)表面进行分析的光谱仪；所述刀具(4)的中心与所述光谱仪的火花台之间具有一定距离的间距；

所述激发光源为单火花激发光源，激发频率从10Hz到1000Hz连续可调，光源系统恒压源电压保持恒定，恒压电源由市电AC220V经变压器升压，通过整流桥进行整流，通过电容滤波，再经功率管调整降压，电容稳压，得到稳定的DC300V输出，进入放电回路；放电回路中的第一功率管(G1)和第二功率管(G2)受数字门控系统控制，按照即定时序开启和关断；第二功率管(G2)开启时，恒压源电压经点火变压器产生高压击穿氩气，形成电极与样品之间的放电通路，同时开启第一功率管(G1)，恒压源经电感维持放电，通过改变第一功率管(G1)的开关时间来改变放电电流峰值，进而对光源输出能量进行控制；

所述待测样品(9)为长度100mm-2000mm，宽度100mm-2000mm的大尺度构件；

所述激发光源连续稳定激发时间大于48小时；定点激发斑点直径为4mm。

2.根据权利要求1所述的大尺度金属构件偏析度分析仪，其特征在于：所述刀具(4)的中心与所述光谱仪的火花台之间的间距为ε，其中ΔX＝418±50，ΔY＝0±2，ΔZ＝86.4±15，ΔX为刀具(4)轴向中心与光谱仪的火花台激发孔轴向中心沿X轴方向的距离，ΔY为刀具(4)轴向中心与光谱仪的火花台激发孔轴向中心沿Y轴方向的距离，ΔZ为刀具(4)切削端面与光谱仪的火花台激发面沿Z轴方向的距离，单位为mm。

3.根据权利要求1所述的大尺度金属构件偏析度分析仪，其特征在于：在样品扫描过程中，所述待测样品(9)与光谱仪的火花台之间的间距为0.1±3％mm。

4.根据权利要求1所述的大尺度金属构件偏析度分析仪，其特征在于：所述分析仪通过调整Z轴(3)高度，使刀具(4)对待测样品(9)进行加工，加工结束后，Z轴(3)将刀具(4)升至安全高度，待测样品(9)通过X轴(1)、Y轴(10)移动到W轴(7)上的偏析度分析模块(8)的下方，W轴(7)将光谱仪移动至激发位置，开始激发扫描待测样品(9)，激发的同时待测样品(9)根据设计好的路径同步运动，激发扫描待测样品(9)的同时同步显示表征结果。

5.根据权利要求1所述的大尺度金属构件偏析度分析仪，其特征在于：所述高精密三维数控工作台上还布置有刀库(5)。

6.根据权利要求1所述的大尺度金属构件偏析度分析仪，其特征在于：所述结果表征模块为GPU计算机工作站上采用并行运算实现的偏析度表征大数据数学模型。