[发明专利]一种多光谱信息融合的激光熔覆监测装置及方法

说明书

本发明公开了一种多光谱信息融合的激光熔覆监测装置及方法，属于激光熔覆熔池温度监测领域，实现了激光熔覆过程中高精度温度检测进而在工业中更好的控制熔池温度以及热机制的研究；为研究激光熔覆过程中的热机制研究及温度场情况提供先进有效的解决方案。其结构包括可调整支架、多光谱测温模块、激光测温模块等，本发明具有以下有益效果：在激光熔覆过程中利用多光谱相机及激光测温模块，对熔覆过程中的熔池进行实时测温，采用多光谱测温技术以及激光诱导荧光测温技术具有高灵敏度、高分辨率、快速响应时间、较好的鲁棒性的特点，为激光熔覆过程中温度场变化控制提供行之有效的解决方法。

技术领域

本发明属于激光熔覆熔池温度监测领域，特别涉及一种多光谱信息融合的激光熔覆监测装置及方法。

背景技术

激光熔覆技术是一种先进的表面改性技术，在基体表面上熔覆材料，经激光辐照使之和基体表面薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、 抗氧化及电器特性等的工艺方法。但由于激光熔覆速冷速热，熔覆材料热物性能不匹配等原因，制备的涂层往往会产生裂纹等缺陷，影响了该类涂层的进一步拓展和推广。

对于激光熔覆技术而言，不均匀的温度场分布是产生应力变形、精度降低和力学性能差等其他问题的根源。熔池温度的变化导致熔池尺寸大小不稳定，熔池金属熔液流淌导致成形件精度降低、表面质量变差，也会导致孔隙率、稀释率发生变化。熔池温度不稳定会影响成形件温度场的分布， 从而导致成形件产生应力变形，凝固组织发生改变，力学性能差。在激光熔覆过程中，温度场的影响众多，如送粉速率、熔覆层厚度、光斑直径、扫描速度等，用实验的方法来研究热机制或者使用设备来检测熔池温度、涂层应力分布等十分困难，且成本非常惊人。

为了解决上述现有技术问题的不足，本发明因此提供一种多光谱信息融合的激光熔覆监测装置及方法，本发明公开了一种多光谱信息融合的激光熔覆监测装置及方法，属于激光熔覆熔池温度监测领域，实现了激光熔覆过程中高精度温度检测进而在工业中更好的控制熔池温度以及热机制的研究；为研究激光熔覆过程中的热机制研究及温度场情况提供先进有效的解决方案。其结构包括可调整支架、多光谱测温模块、激光测温模块等，本发明具有以下有益效果 ：在激光熔覆过程中利用多光谱相机及激光测温模块，对熔覆过程中的熔池进行实时测温，采用多光谱测温技术以及激光诱导荧光测温技术具有高灵敏度、高分辨率、快速响应时间、较好的鲁棒性的特点。在熔覆过程中根据多光谱测温模块和激光测温模块建立熔覆熔池的上方、侧方温度时域变化曲线，精准检测熔覆过程中熔池温度，为激光熔覆过程中温度场变化控制提供行之有效的解决方法。

发明内容

（一）要解决的技术问题

为了解决上述现有技术问题的不足，本发明因此提供一种多光谱信息融合的激光熔覆监测装置及方法，本发明公开了一种多光谱信息融合的激光熔覆监测装置及方法，属于激光熔覆熔池温度监测领域，实现了激光熔覆过程中高精度温度检测进而在工业中更好的控制熔池温度以及热机制的研究；为研究激光熔覆过程中的热机制研究及温度场情况提供先进有效的解决方案。其结构包括可调整支架、多光谱测温模块、激光测温模块等，本发明具有以下有益效果：在激光熔覆过程中利用多光谱相机及激光测温模块，对熔覆过程中的熔池进行实时测温，采用多光谱测温技术以及激光诱导荧光测温技术具有高灵敏度、高分辨率、快速响应时间、较好的鲁棒性的特点。在熔覆过程中根据多光谱测温模块和激光测温模块建立熔覆熔池的上方、侧方温度时域变化曲线，精准检测熔覆过程中熔池温度，为激光熔覆过程中温度场变化控制提供行之有效的解决方法。

（二）技术方案

本发明通过如下技术方案实现：

一种多光谱信息融合的激光熔覆监测装置及方法，包括多光谱测温模块、激光光谱测温模块、监测支架，基于多光谱信息融合实现熔池温度场变化实时监测，对熔池的热机制研究及熔池温度实时控制、反馈；

所述监测支架包括有：