[发明专利]激光金属直接成形中熔池状态实时监测方法和系统

摘要

本发明公开了一种激光金属直接成形中熔池状态实时监测方法，是：1)通过图像传感获取激光金属直接成形中熔池及其热影响区的至少两个方向上的单色辐射图像；2)通过红外测温实测激光金属直接成形中熔池或其附近至少一个点的温度值作为参考温度；3)对采集到的辐射图像实时处理，将单色辐射图像转换成灰度图；4)利用参考温度对等灰度图进行温度标定，根据灰度值-温度值对应关系得到图像中各点的温度值，由此建立熔池及其热影响区的三维形状与温度场。本发明还公开了一种激光金属直接成形中熔池状态实时监测系统。本发明的监测方法及系统能够准确、可靠、全面地在激光金属直接成形过程中对熔池状态实时监测。

主权项

一种激光金属直接成形中熔池状态实时监测方法，包括如下步骤：1)通过图像传感获取激光金属直接成形中熔池及其热影响区的至少两个方向上的单色辐射图像；2)通过红外测温实测所述激光金属直接成形中熔池或其附近至少一个点的温度值作为参考温度；3)对采集到的辐射图像实时处理，将单色辐射图像转换成灰度图，并提取出熔池形状与尺寸的特征参数；4)利用参考温度对等灰度图进行温度标定，根据灰度值‑温度值对应关系得到图像中各点的温度值，由此建立熔池及其热影响区的三维形状与温度场；所述灰度值‑温度值关系如下： T = C 2 λ 0 ( ln M - ln G λ 0 5 ) 其中：T表示熔池的表面温度，G表示单色辐射图像中的灰度值，λ0表示所采集单色辐射图像的对应中心波长，C2是普朗克第二辐射常数，M是与CCD的电流‑灰度值转换系数、光电转换系数、曝光时间、出射光瞳直径、像方焦距、光学系统透过率、光谱响应函数等系数相关的定值。