本發(fā)明涉及一種檢測(cè)系統(tǒng)，尤其涉及一種高能束真空熔池檢測(cè)系統(tǒng)及其檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
目前該領(lǐng)域的檢測(cè)手段，檢測(cè)效果不理想，檢測(cè)方法相對(duì)復(fù)雜，不能滿足現(xiàn)階段的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，檢測(cè)方法效果出色的一種高能束真空熔池檢測(cè)系統(tǒng)及其檢測(cè)方法。
本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的：
一種高能束真空熔池檢測(cè)系統(tǒng)，包括樣品，包括視頻檢測(cè)系統(tǒng)、電子束控制系統(tǒng)、雙色溫檢測(cè)系統(tǒng)和真空室，所述的視頻檢測(cè)系統(tǒng)、電子束控制系統(tǒng)、雙色溫檢測(cè)系統(tǒng)分別與真空室相連接，所述的視頻檢測(cè)系統(tǒng)、電子束控制系統(tǒng)、雙色溫檢測(cè)系統(tǒng)分別通過(guò)總控制系統(tǒng)控制，所述的樣品設(shè)在真空室中；
所述的真空室上部設(shè)有并與真空室相連通的電子束焊槍管，所述的電子束焊槍管的外端設(shè)有與電子束焊槍管相連通的視頻檢測(cè)管，所述的視頻檢測(cè)管中設(shè)有濾光鏡，所述的視頻檢測(cè)管的外端設(shè)有視頻檢測(cè)攝像頭，所述的視頻檢測(cè)攝像頭與視頻檢測(cè)系統(tǒng)相連接，所述的電子束焊槍管中設(shè)有若干反射鏡；
所述的電子束焊槍管的上部設(shè)有電子束焊槍，所述的電子束焊槍設(shè)在樣品的正上方，所述的電子束焊槍與電子束控制系統(tǒng)連接，所述的電子束焊槍形成電子束流，所述的電子束流照射到樣品表面形成焊接熔池；
所述的焊接熔池產(chǎn)生的可見(jiàn)光線通過(guò)反射鏡放射、透過(guò)濾光鏡，讓視頻檢測(cè)攝像頭采集到；
所述的真空室上部設(shè)有并與真空室相連通的檢測(cè)管，所述的檢測(cè)管的上部設(shè)有雙色紅外檢測(cè)儀器，所述的雙色紅外檢測(cè)儀器與采集樣品的表面熔池輻射出紅外線，所述的雙色紅外檢測(cè)儀器與雙色溫檢測(cè)系統(tǒng)連接。
采集樣品的表面熔池輻射出紅外線，所述的雙色紅外檢測(cè)儀器與雙色溫檢測(cè)系統(tǒng)連接。
所述的反射鏡的數(shù)量為3個(gè)，3個(gè)反射鏡呈錯(cuò)位上下分布。
一種高能束真空熔池檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，按以下步驟進(jìn)行：
(1)、裝配要求：
電子束焊槍管的高度要求：
整個(gè)真空室的大小為1400mmX700mmX400mm，放置樣品的工裝在腔體內(nèi)偏下方，在樣品的正上方裝裝電子束腔管，電子束焊槍與樣品的距離控制在160-240mm；
電子束焊槍管中反射鏡包括上反射鏡、中反射鏡和下反射鏡，上反射鏡與下反射鏡呈同側(cè)分布，上反射鏡位置與濾光鏡、視頻檢測(cè)攝像頭齊平，下反射鏡與中反射鏡中心位置和角度可調(diào)，最終需要調(diào)試到熔池的可見(jiàn)光能水平發(fā)出并被攝像頭接受；
雙紅外檢測(cè)系統(tǒng)由于檢測(cè)儀器不能暴露在高溫環(huán)境中，所以將紅外檢測(cè)儀器安裝在腔室外面；
距離電子束腔100mm的位置，在真空室上開(kāi)一個(gè)孔安裝上透明玻璃并保持密封，將檢測(cè)管安裝在觀察窗外，檢測(cè)管中設(shè)有雙色紅外檢測(cè)儀器儀器，雙色紅外檢測(cè)儀器儀器斜角在10-45度，以檢測(cè)儀能對(duì)準(zhǔn)樣品上的熔池為準(zhǔn)；
(2)檢測(cè)環(huán)境：
工作環(huán)境是高真空(真空度≤0.01Pa)狀態(tài)；
高能束(電子束)焊接時(shí)焊區(qū)的局部溫度可以驟升到6000℃以上，局部的高溫會(huì)使金屬熔化揮發(fā)，真空室內(nèi)有金屬微粒，因此紅外檢測(cè)儀不能放置在真空室內(nèi)；
(3)、熔池形狀的檢測(cè)：
采用的是攝像頭視頻檢測(cè)法：通過(guò)在電子束焊槍管內(nèi)，布置若干反射鏡，使得攝像頭能夠拍到熔池正面圖片；
由于高能束熔池亮度很大，因此在光線進(jìn)入攝像頭之前采用濾光鏡對(duì)光進(jìn)行過(guò)濾，降低亮度；
在視頻檢測(cè)控制系統(tǒng)中，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件對(duì)圖片中熔池和非熔池區(qū)域進(jìn)行對(duì)比，確定出整個(gè)熔池的邊緣，從而提取出熔池的最大寬度和最大長(zhǎng)度；
(4)、熔池溫度檢測(cè)：
電子束焊接熔池是斑點(diǎn)小，能量高，需要將紅外檢測(cè)設(shè)備放置在密封腔室外檢測(cè)；
這樣紅外光透過(guò)密封玻璃傳到檢測(cè)設(shè)備使得能量會(huì)有一定的衰減；
常規(guī)方法分析：一般的輻射測(cè)溫法采用的是單色測(cè)溫法，原理是根據(jù)目標(biāo)物波段內(nèi)輻射量來(lái)計(jì)算出目標(biāo)物的溫度，因此需要要目標(biāo)物輻射范圍充滿視場(chǎng)才準(zhǔn)確測(cè)出溫度；因此單色測(cè)溫法對(duì)于檢測(cè)斑點(diǎn)小，并且能量有衰減的目標(biāo)溫度準(zhǔn)確度不高；
本發(fā)明采用雙色測(cè)溫法：檢測(cè)的是兩個(gè)不同波段輻射能量的比值，根據(jù)其比值大小計(jì)算出目標(biāo)物的溫度，當(dāng)目標(biāo)物輻射范圍過(guò)小，未充滿視場(chǎng)，波能量有衰減時(shí)，也能較準(zhǔn)確地計(jì)算出物的溫度；
(5)、控制：
總控制系統(tǒng)將測(cè)得的形狀參數(shù)和溫度反饋到電子束焊機(jī)，從而實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電子束流偏轉(zhuǎn)線圈和功率，對(duì)電子束流方向和密度進(jìn)行控制。
因此，本發(fā)明的一種高能束真空熔池檢測(cè)系統(tǒng)及其檢測(cè)方法，結(jié)構(gòu)緊湊，提高檢測(cè)準(zhǔn)確性，滿足現(xiàn)有檢測(cè)需求。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。
實(shí)施例1：如圖1所示，一種高能束真空熔池檢測(cè)系統(tǒng)，包括樣品1，包括視頻檢測(cè)系統(tǒng)2、電子束控制系統(tǒng)3、雙色溫檢測(cè)系統(tǒng)4和真空室5，所述的視頻檢測(cè)系統(tǒng)2、電子束控制系統(tǒng)3、雙色溫檢測(cè)系統(tǒng)4分別與真空室5相連接，所述的視頻檢測(cè)系統(tǒng)2、電子束控制系統(tǒng)3、雙色溫檢測(cè)系統(tǒng)4分別通過(guò)總控制系統(tǒng)6控制，所述的樣品1設(shè)在真空室5中；
所述的真空室5上部設(shè)有并與真空室5相連通的電子束焊槍管7，所述的電子束焊槍管7的外端設(shè)有與電子束焊槍管7相連通的視頻檢測(cè)管8，所述的視頻檢測(cè)管8中設(shè)有濾光鏡9，所述的視頻檢測(cè)管8的外端設(shè)有視頻檢測(cè)攝像頭10，所述的視頻檢測(cè)攝像頭10與視頻檢測(cè)系統(tǒng)2相連接，所述的電子束焊槍管7中設(shè)有若干反射鏡11-1、11-2、11-3；
所述的電子束焊槍管7的上部設(shè)有電子束焊槍13，所述的電子束焊槍13設(shè)在樣品1的正上方，所述的電子束焊槍7與電子束控制系統(tǒng)3連接，所述的電子束焊槍13形成電子束流14，所述的電子束流14照射到樣品1表面形成焊接熔池18；
所述的焊接熔池18產(chǎn)生的可見(jiàn)光線12通過(guò)反射鏡11放射、透過(guò)濾光鏡9，讓視頻檢測(cè)攝像頭10采集到；
所述的真空室5上部設(shè)有并與真空室5相連通的檢測(cè)管15，所述的檢測(cè)管15的上部設(shè)有雙色紅外檢測(cè)儀器16，所述的雙色紅外檢測(cè)儀器16與采集樣品的表面熔池18輻射出紅外線17，所述的雙色紅外檢測(cè)儀器16與雙色溫檢測(cè)系統(tǒng)4連接。
采集樣品的表面熔池18輻射出紅外線17，所述的雙色紅外檢測(cè)儀器16與雙色溫檢測(cè)系統(tǒng)4連接。
所述的反射鏡11的數(shù)量為3個(gè)，3個(gè)反射鏡11呈錯(cuò)位上下分布。
一種高能束真空熔池檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，按以下步驟進(jìn)行：
(1)、裝配要求：
電子束焊槍管的高度要求：
整個(gè)真空室的大小為1400mmX700mmX400mm，放置樣品的工裝在腔體內(nèi)偏下方，在樣品的正上方裝裝電子束腔管，電子束焊槍與樣品的距離控制在160-240mm；
電子束焊槍管中反射鏡包括上反射鏡11-1、中反射鏡11-2和下反射鏡11-3，上反射鏡與下反射鏡呈同側(cè)分布，上反射鏡位置與濾光鏡、視頻檢測(cè)攝像頭齊平，下反射鏡與中反射鏡中心位置和角度可調(diào)，最終需要調(diào)試到熔池的可見(jiàn)光能水平發(fā)出并被攝像頭接受；
雙紅外檢測(cè)系統(tǒng)由于檢測(cè)儀器不能暴露在高溫環(huán)境中，所以將紅外檢測(cè)儀器安裝在腔室外面；
距離電子束腔100mm的位置，在真空室上開(kāi)一個(gè)孔安裝上透明玻璃并保持密封，將檢測(cè)管安裝在觀察窗外，檢測(cè)管中設(shè)有雙色紅外檢測(cè)儀器儀器，雙色紅外檢測(cè)儀器儀器斜角在10-45度，以檢測(cè)儀能對(duì)準(zhǔn)樣品上的熔池為準(zhǔn)；
(2)檢測(cè)環(huán)境：
工作環(huán)境是高真空(真空度≤0.01Pa)狀態(tài)；
高能束(電子束)焊接時(shí)焊區(qū)的局部溫度可以驟升到6000℃以上，局部的高溫會(huì)使金屬熔化揮發(fā)，真空室內(nèi)有金屬微粒，因此紅外檢測(cè)儀不能放置在真空室內(nèi)；
(3)、熔池形狀的檢測(cè)：
采用的是攝像頭視頻檢測(cè)法：通過(guò)在電子束焊槍管內(nèi)，布置若干反射鏡，使得攝像頭能夠拍到熔池正面圖片；
由于高能束熔池亮度很大，因此在光線進(jìn)入攝像頭之前采用濾光鏡對(duì)光進(jìn)行過(guò)濾，降低亮度；
在視頻檢測(cè)控制系統(tǒng)中，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件對(duì)圖片中熔池和非熔池區(qū)域進(jìn)行對(duì)比，確定出整個(gè)熔池的邊緣，從而提取出熔池的最大寬度和最大長(zhǎng)度；
(4)、熔池溫度檢測(cè)：
電子束焊接熔池是斑點(diǎn)小，能量高，需要將紅外檢測(cè)設(shè)備放置在密封腔室外檢測(cè)；
這樣紅外光透過(guò)密封玻璃傳到檢測(cè)設(shè)備使得能量會(huì)有一定的衰減；
常規(guī)方法分析：一般的輻射測(cè)溫法采用的是單色測(cè)溫法，原理是根據(jù)目標(biāo)物波段內(nèi)輻射量來(lái)計(jì)算出目標(biāo)物的溫度，因此需要要目標(biāo)物輻射范圍充滿視場(chǎng)才準(zhǔn)確測(cè)出溫度；因此單色測(cè)溫法對(duì)于檢測(cè)斑點(diǎn)小，并且能量有衰減的目標(biāo)溫度準(zhǔn)確度不高；
本發(fā)明采用雙色測(cè)溫法：檢測(cè)的是兩個(gè)不同波段輻射能量的比值，根據(jù)其比值大小計(jì)算出目標(biāo)物的溫度，當(dāng)目標(biāo)物輻射范圍過(guò)小，未充滿視場(chǎng)，波能量有衰減時(shí)，也能較準(zhǔn)確地計(jì)算出物的溫度；
(5)、控制：
總控制系統(tǒng)將測(cè)得的形狀參數(shù)和溫度反饋到電子束焊機(jī)，從而實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電子束流偏轉(zhuǎn)線圈和功率，對(duì)電子束流方向和密度進(jìn)行控制。