[发明专利]一种电子束熔丝沉积缺陷在线检测系统及方法

权利要求书

1.一种电子束熔丝沉积缺陷在线检测系统，其特征在于，包括超声激发模块、回波接收模块和缺陷判别模块，其中：

所述超声激发模块，设置在电子束熔丝沉积设备的真空室的内部，用于生成预设规格的电子束脉冲，并将所述电子束脉冲发射至待检测沉积层，产生对应的超声信号；

所述回波接收模块，用于在所述超声信号进入所述待检测沉积层内部之后，采集所述待检测沉积层内部反射的回波信号；

所述缺陷判别模块设置在所述真空室的外部，用于对所述回波信号进行处理，得到所述待检测沉积层的缺陷信息。

2.根据权利要求1所述的电子束熔丝沉积缺陷在线检测系统，其特征在于，所述超声激发模块基于所述电子束熔丝沉积设备的电子枪，通过偏转线圈对电子枪产生的同轴电子束偏转大于等于5°，以形成离轴电子束，使得所述偏转线圈对所述离轴电子束进行周期性偏转，进而在待检测位置处生成电子束脉冲，其中，所述离轴电子束在所述待检测沉积层表面的作用位置为待检测位置，所述电子束脉冲的束流值满足的条件为：

其中，I′表示所述电子束脉冲的束流值，I表示当前电子束熔丝沉积过程中进行熔丝沉积的实际束流值。

3.根据权利要求2所述的电子束熔丝沉积缺陷在线检测系统，其特征在于，通过工控机对所述电子枪的偏转线圈施加方波信号，在产生所述离轴电子束的同时，驱动所述离轴电子束以大于等于1000Hz的频率周期性偏转，并交替作用于所述待检测沉积层表面的待检测位置和所述待检测沉积层外的非待检测位置，其中，在一个周期内，所述离轴电子束在所述待检测位置的作用时间小于等于0.0001s，以使得所述待检测位置处生成电子束脉冲。

4.根据权利要求1所述的电子束熔丝沉积缺陷在线检测系统，其特征在于，所述回波接收模块包括激光探头、激光干涉仪主机和光纤过真空装置，其中：

所述激光探头设置在所述真空室的内部顶端，垂直于所述待检测沉积层表面上方，且所述激光探头的纵向轴线与所述电子枪的纵向轴线平行，用于向所述待检测沉积层表面的待检测位置发射激光束，采集所述超声信号进入所述待检测沉积层之后反射的回波信号；

所述激光干涉仪主机和所述光纤过真空装置之间通过第一光纤连接，所述光纤过真空装置和所述激光探头之间通过第二光纤连接，以使得所述激光干涉主机和所述激光探头进行光路连接，其中，所述激光干涉仪主机设置在所述真空室的外部，用于对所述回波信号进行检测，并将检测结果发送到所述缺陷判别模块。

5.根据权利要求1所述的电子束熔丝沉积缺陷在线检测系统，其特征在于，所述电子束熔丝沉积设备还包括工作台、真空泵组和送丝装置，其中：

所述工作台放置有所述待检测沉积层，用于根据预设移动规则，在沉积过程和沉积缺陷检测过程时进行移动；

所述真空泵组，用于对所述真空室进行抽真空处理；

所述送丝装置，用于在沉积过程时，为当前沉积层提供丝材作为原料。

6.一种基于权利要求1至5任一所述电子束熔丝沉积缺陷在线检测系统的电子束熔丝沉积缺陷在线检测方法，其特征在于，包括：

当电子束熔丝沉积设备的真空室达到预设真空度后，执行电子束熔丝逐层沉积过程，并在待检测沉积层完成沉积之后，通过超声激发模块对电子枪的束流值和偏转参数进行调整，生成预设规格的电子束脉冲；

将所述电子束脉冲发射至所述待检测沉积层表面的待检测位置，以产生超声信号进入到所述待检测沉积层内部，并通过所述电子束熔丝沉积设备的工作台，使得所述待检测沉积层按照预设移动规则进行移动，并在移动过程中，通过回波接收模块采集所述待检测沉积层内部反射的回波信号；

通过缺陷判别模块显示回波信号的波形，并进行判断，若所述回波信号中存在早于底波的峰值信号，则判断所述待检测沉积层中存在缺陷，并根据所述峰值信号获取缺陷位置。