本發(fā)明涉及一種傳感器保護(hù)裝置，尤其涉及一種用于金屬3d打印建造過程的傳感器保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
近年來，科技革命與產(chǎn)業(yè)變革促使3d打印行業(yè)快速發(fā)展，作為工業(yè)4.0時(shí)代最具發(fā)展前景的制造技術(shù)之一，各個(gè)國家紛紛將其作為未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展新增長點(diǎn)加以培育，形成了以軟件、硬件、服務(wù)、共享為主線的3d打印產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈。特別是金屬3d打印裝備制造領(lǐng)域迅猛發(fā)展，形成了多模態(tài)數(shù)據(jù)集、多學(xué)科交互應(yīng)用的新技術(shù)趨勢(shì)。新興技術(shù)的應(yīng)用必然產(chǎn)生新技術(shù)應(yīng)用環(huán)境下的技術(shù)需求。本發(fā)明即是傳感器感知元件在新應(yīng)用環(huán)境下的研究創(chuàng)新型技術(shù)應(yīng)用。
金屬3d打印技術(shù)是通過選擇性燒結(jié)熔化金屬粉末進(jìn)行積層建造的增材制造技術(shù)。金屬粉末在燒結(jié)熔化過程中，需要進(jìn)行抗氧化保護(hù)、去除建造過程煙塵雜質(zhì)、搭建基礎(chǔ)溫度等技術(shù)約束，這就要求金屬3d打印裝備功能配置具備上述條件。建造過程應(yīng)具備針對(duì)技術(shù)約束進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、反饋、處置的功能?？寡趸谋Ｗo(hù)措施通常采用氮?dú)?n2)、氬氣(ar)等惰性氣體進(jìn)行建造過程保護(hù)，煙塵處理通常采用循環(huán)凈化處理裝置，過濾粉塵、增壓返回維持建造過程環(huán)境壓力穩(wěn)定。一般地，過程中需采用氧含量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等，進(jìn)行建造環(huán)境參數(shù)變量的監(jiān)測(cè)與控制。
3d打印技術(shù)即是層疊疊加建造過程技術(shù)。一般地，建造層厚為20um～80um，建造一個(gè)零件所需的制造周期較長。連續(xù)建造過程應(yīng)具備高可靠性能要求，維持穩(wěn)定可靠的建造環(huán)境，使建造成形件的幾何精度與產(chǎn)品性能穩(wěn)定可控。在使用過程中，較為突出的問題是傳感器故障、老化、失效等異常；對(duì)于上述問題極易造成制造過程中控制數(shù)據(jù)缺失，控制程序失常，成形件性能評(píng)價(jià)缺乏依據(jù)，乃至控制程序誤動(dòng)作造成更大的損失等。
建造環(huán)境技術(shù)指標(biāo)是金屬3d打印成形技術(shù)的重要參數(shù)。包含了基礎(chǔ)溫度控制、保護(hù)氣氛氧含量控制、成形建造空間壓力控制、成形建造區(qū)域內(nèi)風(fēng)場(chǎng)控制、濕度控制等。為了維護(hù)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的穩(wěn)定可控，需要一個(gè)密封的建造圍構(gòu)空間。該空間的特定區(qū)域設(shè)計(jì)了成形建造區(qū)域，該區(qū)域需要潔凈的(經(jīng)過凈化處理過的)惰性氣體，以一定的速度吹掃，去除3d打印過程中產(chǎn)生的煙塵等雜質(zhì)異物，確保成形件的物理性能。
低氧含量的惰性氣氛工藝約束是建造環(huán)境約束的重要條件之一。在建造空間內(nèi)，一般地，需要穩(wěn)定壓力下的惰性氣體保護(hù)氣氛，壓力范圍維持在50mbar至150mbar之間，保持穩(wěn)定惰性氣氛狀態(tài)。同時(shí)，因建造過程產(chǎn)生的煙塵、雜質(zhì)、飛濺物等需要凈化處理，在有效成形建造范圍內(nèi)，進(jìn)行循環(huán)風(fēng)吹掃激勵(lì)，帶走影響成形件組織性能的有害物質(zhì)。從而產(chǎn)生了氣流擾動(dòng)，使得微細(xì)粉末無規(guī)則碰撞流動(dòng)。在整個(gè)成形圍構(gòu)空間內(nèi)，形成了以微細(xì)粉末為主的，包含了氧化物煙塵的混合氣體氣氛，混亂而無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)整個(gè)圍構(gòu)內(nèi)接觸到的任何位置，其中也包含了主動(dòng)測(cè)量檢測(cè)用的傳感器元件，這對(duì)傳感器壽命與精度產(chǎn)生了不良影響。
針對(duì)上述問題，在3d打印領(lǐng)域急需一種傳感器保護(hù)裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種傳感器保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)凈化傳感器檢測(cè)區(qū)域內(nèi)環(huán)境，吸附氧化物煙塵，確保傳感器檢測(cè)精度，延長傳感器使用壽命。
本發(fā)明提供一種傳感器保護(hù)裝置，包括保護(hù)裝置，所述的保護(hù)裝置安裝于頂板一側(cè)，傳感器安裝于頂板另一側(cè)；所述的頂板上設(shè)有通槽；所述的保護(hù)裝置籠罩所述的通槽，所述的傳感器的檢測(cè)探頭接觸所述的通槽內(nèi)的檢測(cè)氣體；所述的保護(hù)裝置設(shè)有導(dǎo)向通道、捕捉裝置、檢測(cè)腔，所述的導(dǎo)向通道與保護(hù)裝置外部環(huán)境連通，所述的捕捉裝置與所述的導(dǎo)向通道連通；所述的導(dǎo)向通道將氣體疏導(dǎo)至所述的捕捉裝置；所述的捕捉裝置捕捉雜質(zhì)；經(jīng)捕捉后的氣體流至所述的檢測(cè)腔；所述的檢測(cè)腔與所述的通槽連通。
進(jìn)一步地，所述的保護(hù)裝置包括遮擋件、折返件、捕捉濾袋；所述的折返件固定安裝于所述的頂板上；所述的遮擋件套設(shè)于所述的折返件外；所述的捕捉裝置具體為所述的捕捉濾袋，所述的遮擋件的遮擋內(nèi)壁與所述的折返件的折返外壁形成所述的導(dǎo)向通道；所述的折返件的檢測(cè)內(nèi)壁與所述的捕捉濾袋上方區(qū)域形成所述的檢測(cè)腔。
進(jìn)一步地，所述的捕捉濾袋由針刺氈材料制成。
進(jìn)一步地，所述的保護(hù)裝置還包括調(diào)節(jié)螺釘；所述的遮擋件與所述的折返件通過所述的調(diào)節(jié)螺釘固定連接；所述的調(diào)節(jié)螺釘設(shè)有調(diào)節(jié)塊；所述的調(diào)節(jié)塊抵觸所述的遮擋件與所述的折返件。
進(jìn)一步地，所述的捕捉濾袋與所述的遮擋件通過螺紋連接。
進(jìn)一步地，所述的保護(hù)裝置還包括彈性卡圈；所述的捕捉濾袋與所述的遮擋件通過所述的彈性卡圈固定。
進(jìn)一步地，所述的遮擋內(nèi)壁輪廓為折線；所述的導(dǎo)向通道入口口徑小于等于所述的導(dǎo)向通道出口口徑。
相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：
本發(fā)明一種傳感器保護(hù)裝置包括保護(hù)裝置，保護(hù)裝置安裝于頂板一側(cè)，傳感器安裝于頂板另一側(cè)；頂板上設(shè)有通槽；保護(hù)裝置籠罩通槽，傳感器的檢測(cè)探頭接觸通槽內(nèi)的檢測(cè)氣體；保護(hù)裝置設(shè)有導(dǎo)向通道、捕捉裝置、檢測(cè)腔，導(dǎo)向通道與環(huán)境連通，捕捉裝置與導(dǎo)向通道連通；導(dǎo)向通道將氣體疏導(dǎo)至捕捉裝置；捕捉裝置捕捉雜質(zhì)；經(jīng)捕捉后的氣體流至檢測(cè)腔；檢測(cè)腔與通槽連通。本發(fā)明采用導(dǎo)向通道將進(jìn)入保護(hù)裝置的顆粒導(dǎo)向至捕捉裝置捕捉，實(shí)現(xiàn)凈化傳感器檢測(cè)區(qū)域內(nèi)環(huán)境，吸附氧化物煙塵，確保傳感器檢測(cè)精度，延長傳感器使用壽命。本發(fā)明通過對(duì)建造空間內(nèi)傳感器采用保護(hù)裝置的設(shè)定，解決了困擾業(yè)內(nèi)的重大問題。同時(shí)，使整個(gè)建造過程控制精度大幅提升，提高了金屬粉末床3d打印裝備的運(yùn)行可靠性；為建造大尺寸復(fù)雜難于成形建造的3d打印成形件，提供了重要的基礎(chǔ)保障。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。本發(fā)明的具體實(shí)施方式由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。
附圖說明
此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
圖1為本發(fā)明的一種傳感器保護(hù)裝置應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的一種傳感器保護(hù)裝置應(yīng)用底部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的一種傳感器保護(hù)裝置分解結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明的一種傳感器保護(hù)裝置局部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明的一種傳感器保護(hù)裝置應(yīng)用剖面圖；
圖6為本發(fā)明的一種傳感器保護(hù)裝置應(yīng)用局部剖面圖；
圖7為本發(fā)明的導(dǎo)向通道導(dǎo)向原理示意圖；
附圖中，保護(hù)裝置1、捕捉濾袋11、遮擋件12、遮擋內(nèi)壁121、折返件13、折返外壁131、檢測(cè)內(nèi)壁132、彈性卡圈14、固定螺釘15、調(diào)節(jié)螺釘16、頂板2、通槽21、傳感器3、傳感器固定板31。
具體實(shí)施方式
下面，結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述，需要說明的是，在不相沖突的前提下，以下描述的各實(shí)施例之間或各技術(shù)特征之間可以任意組合形成新的實(shí)施例。
一種傳感器保護(hù)裝置1，如圖1-圖6所示，包括保護(hù)裝置1，保護(hù)裝置1安裝于頂板2一側(cè)，傳感器3通過傳感器固定板31安裝于頂板2另一側(cè)；頂板2上設(shè)有通槽21；保護(hù)裝置1籠罩通槽21，傳感器3的檢測(cè)探頭接觸通槽21內(nèi)的檢測(cè)氣體；保護(hù)裝置1設(shè)有導(dǎo)向通道、捕捉裝置、檢測(cè)腔，導(dǎo)向通道與保護(hù)裝置外部環(huán)境連通，捕捉裝置與導(dǎo)向通道連通；導(dǎo)向通道將氣體疏導(dǎo)至捕捉裝置；捕捉裝置捕捉雜質(zhì)；經(jīng)捕捉后的氣體流至檢測(cè)腔；檢測(cè)腔與通槽21連通。
在一具體實(shí)施例中，如圖3所示，保護(hù)裝置1包括遮擋件12、折返件13、捕捉濾袋11；折返件13通過固定螺釘15固定安裝于頂板2上；遮擋件12套設(shè)于折返件13外；捕捉裝置具體為捕捉濾袋11，遮擋件12的遮擋內(nèi)壁121與折返件13的折返外壁131形成導(dǎo)向通道；折返件13的檢測(cè)內(nèi)壁132與捕捉濾袋11上方區(qū)域形成檢測(cè)腔。具體的，如圖5、圖6所示，遮擋內(nèi)壁121輪廓為折線；導(dǎo)向通道入口口徑小于等于導(dǎo)向通道出口口徑，圖6中遮擋內(nèi)壁121為“八”字形，遮擋內(nèi)壁121下部呈一外擴(kuò)斜面。
如圖7所示，為導(dǎo)向通道導(dǎo)向原理示意圖，遮擋件12的遮擋內(nèi)壁121與折返件13的折返外壁131形成的導(dǎo)向通道，混合氣體中的顆粒物在通過導(dǎo)向通道時(shí)，會(huì)發(fā)生顆粒間的碰撞運(yùn)動(dòng)和顆粒與通道壁間的碰撞反彈運(yùn)動(dòng)，如圖7中的模擬運(yùn)動(dòng)軌跡所示，顆粒間的碰撞后運(yùn)動(dòng)方向仍然處于不確定狀態(tài)；顆粒與導(dǎo)向通道壁間的碰撞會(huì)產(chǎn)生近似鏡像折返方向運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，遮擋內(nèi)壁121的折返側(cè)末端設(shè)置折返角
a、顆粒間、顆粒與導(dǎo)向通道壁間多次碰撞后，在折返外壁131最后一次反射，向下運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)；
b、通過導(dǎo)向通道末端時(shí)，恰好不再發(fā)生碰撞，向下運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)；
c、通過導(dǎo)向通道末端時(shí)，發(fā)生一次遮擋內(nèi)壁121折返，恰好不再發(fā)生碰撞而趨勢(shì)向下。
這三種運(yùn)動(dòng)方向總體趨勢(shì)向下，捕捉濾袋11對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行統(tǒng)一捕捉使其停止不規(guī)則運(yùn)動(dòng)。
在一具體實(shí)施中，捕捉濾袋11由針刺氈材料制成，一般的針刺氈包括滌綸針刺氈、pe針刺氈、玻璃纖維針刺氈等，應(yīng)當(dāng)理解，針刺氈僅為結(jié)構(gòu)特性，不因材料特性來限定本發(fā)明保護(hù)范圍。捕捉濾袋11具備兩種功能，其中一種功能為建造空間內(nèi)的混合氣體通過捕捉濾袋11進(jìn)入該保護(hù)裝置1內(nèi)部時(shí)，過濾掉混合氣體內(nèi)部的粉塵顆粒等雜質(zhì)，使裝置內(nèi)形成潔凈的氣體組織；另一種功能為捕捉濾袋11的內(nèi)表面是織物組織表面形貌，對(duì)總體方向向下運(yùn)動(dòng)的顆粒物，觸碰到捕捉濾袋11內(nèi)表面后，不再發(fā)生反向彈射，起到捕捉混合氣體中的顆粒物的作用，從而，使本裝置內(nèi)部保持穩(wěn)定的、潔凈的測(cè)量空間，起到保護(hù)傳感器免受污染，延長使用壽命的作用。
在一實(shí)施例中，如圖4、圖6所示，保護(hù)裝置1還包括調(diào)節(jié)螺釘16；遮擋件12與折返件13通過調(diào)節(jié)螺釘16固定連接；調(diào)節(jié)螺釘16設(shè)有調(diào)節(jié)塊；調(diào)節(jié)塊抵觸遮擋件12與折返件13。通過選擇不同厚度的調(diào)節(jié)塊調(diào)節(jié)導(dǎo)向通道入口大小。
在一實(shí)施例中，如圖3所示，保護(hù)裝置1還包括彈性卡圈14；捕捉濾袋11與遮擋件12通過彈性卡圈14固定。在另一實(shí)施例中，捕捉濾袋11與遮擋件12通過螺紋連接。應(yīng)當(dāng)理解，遮擋件12、折返件13、捕捉濾袋11可一體制造，因方便捕捉濾袋11拆洗或更換，采用快拆式結(jié)構(gòu)，如上述的彈性卡圈14或螺紋連接，不應(yīng)實(shí)施例中的連接方式限定本發(fā)明保護(hù)范圍。
在成形建造空間圍構(gòu)的頂板2上設(shè)置傳感器3，如圖1、圖5所示，傳感器3的檢測(cè)探頭通過頂板2的通槽21與檢測(cè)腔內(nèi)部相通，監(jiān)測(cè)計(jì)量成形檢測(cè)腔內(nèi)的環(huán)境指標(biāo)，實(shí)施測(cè)量反饋，實(shí)施控制過程，最終達(dá)到?jīng)]有污染傳感器探頭的有害物質(zhì)；氣氛中氣體流動(dòng)暢通，能夠保持與建造空間內(nèi)的指標(biāo)參數(shù)相同；如果有異物進(jìn)入后，進(jìn)行捕捉停止。
本發(fā)明一種傳感器保護(hù)裝置包括保護(hù)裝置，保護(hù)裝置安裝于頂板一側(cè)，傳感器安裝于頂板另一側(cè)；頂板上設(shè)有通槽；保護(hù)裝置籠罩通槽，傳感器的檢測(cè)探頭接觸通槽內(nèi)的檢測(cè)氣體；保護(hù)裝置設(shè)有導(dǎo)向通道、捕捉裝置、檢測(cè)腔，導(dǎo)向通道與環(huán)境連通，捕捉裝置與導(dǎo)向通道連通；導(dǎo)向通道將氣體疏導(dǎo)至捕捉裝置；捕捉裝置捕捉雜質(zhì)；經(jīng)捕捉后的氣體流至檢測(cè)腔；檢測(cè)腔與通槽連通。本發(fā)明采用導(dǎo)向通道將進(jìn)入保護(hù)裝置的顆粒導(dǎo)向至捕捉裝置捕捉，實(shí)現(xiàn)凈化傳感器檢測(cè)區(qū)域內(nèi)環(huán)境，吸附氧化物煙塵，確保傳感器檢測(cè)精度，延長傳感器使用壽命。本發(fā)明通過對(duì)建造空間內(nèi)傳感器采用保護(hù)裝置的設(shè)定，解決了困擾業(yè)內(nèi)的重大問題。同時(shí)，使整個(gè)建造過程控制精度大幅提升，提高了金屬粉末床3d打印裝備的運(yùn)行可靠性；為建造大尺寸復(fù)雜難于成形建造的3d打印成形件，提供了重要的基礎(chǔ)保障。
以上，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制；凡本行業(yè)的普通技術(shù)人員均可按說明書附圖所示和以上而順暢地實(shí)施本發(fā)明；但是,凡熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，利用以上所揭示的技術(shù)內(nèi)容而做出的些許更動(dòng)、修飾與演變的等同變化，均為本發(fā)明的等效實(shí)施例；同時(shí),凡依據(jù)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)技術(shù)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何等同變化的更動(dòng)、修飾與演變等，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。