Устройство для контроля лазерных технологических процессов

Устройство для контроля лазерных технологических процессов содержит лазер со сканирующей и фокусирующей системой, узкополосный диодный лазер, двухканальный оптический пирометр, работающий в области от 1,1 до 2,5 мкм, и две видеокамеры. Одна видеокамера регистрирует изображение области обработки в спектральной области длин волн от 400 до 950 нм. Дополнительная видеокамера регистрирует изображение области обработки либо на длине волны лазера, либо на длине волны узкополосного диодного лазера. Технический результат - расширение функциональных возможностей. 1 ил.

 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля и управления технологическими процессами с применением лазеров, как-то сварки, селективной наплавки и селективного спекания-плавления, в том числе с использованием гальваносканеров.

Известно устройство для контроля лазерных технологических процессов [1], содержащее видеокамеру с объективом.

Недостатком данного устройства является ограниченное число измеряемых параметров технологического процесса.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для контроля лазерных технологических процессов [2], содержащее видеокамеру с объективом и фотодиод, оптически связанные со сканирующей и фокусирующей системой лазера. Недостатком данного устройства является ограниченное число измеряемых параметров технологического процесса.

Задачей данного изобретения является расширение функциональных возможностей устройства для контроля лазерных технологических процессов.

Поставленная техническая задача решается тем, что в устройство для контроля лазерных технологических процессов, содержащее лазер со сканирующей и фокусирующей системой, видеокамеру и фотодиод, оптически связанные со сканирующей и фокусирующей системой лазера, дополнительно введены узкополосный диодный лазер, двухканальный оптический пирометр и видеокамера, которые оптически связаны со сканирующей и фокусирующей системой лазера, а видеокамера выполнена с возможностью регистрации изображений на двух длинах волн.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид устройства для контроля лазерных технологических процессов.

Предлагаемое устройство содержит лазер (на схеме не показан), пучок 1 с которого через телескоп 2 и дихроичные зеркала 3, 4 связан со сканирующей и фокусирующей системой лазера в виде сканирующей головки с объективом 5. Дихроичное зеркало 6 и объектив 7 оптически связывают видеокамеру 6 со сканирующей и фокусирующей системой лазера в виде сканирующей головки с объективом 5. Дихроичное зеркало 9, объектив 10, узкополосный диодный лазер 11, фильтры 12 и 13, объективы 14 и 15 связывают видеокамеру 16 со сканирующей и фокусирующей системой лазера в виде сканирующей головки с объективом 5. Отсекающий лазерное излучение фильтр 17, дихроичное зеркало 18 и объектив 19 связывают пирометр 20 со сканирующей и фокусирующей системой лазера в виде сканирующей головки с объективом 5. Сменный фильтр 21 регистрирует изображение области обработки.

Устройство работает следующим образом. Пучок лазера 1 с помощью телескопа 2, сканирующей и фокусирующей системы лазера 5 фокусируется на поверхность обрабатываемого образца. Объективы 7, 14, 15 совместно со сканирующей и фокусирующей системой лазера 5 и дихроичными зеркалами 6, 9 строят изображения области обработки плоскости матриц видеокамер 8, 16. Причем с помощью дихроичного зеркала 6 и сменных фильтров 21 видеокамера 8 регистрирует изображение области обработки либо на длине волны лазера, либо на длине волны узкополосного диодного лазера, а видеокамера 16 регистрирует изображение в спектральной области выделяемой фильтрами 12, 13 полосы длин волн от 400 до 950 нм. Пирометр спектрального отношения 20 работает в области от 1,1 до 2,5 мкм, определяемой дихроичными зеркалами 3 и 18. Изображения с видеокамер 8 и 16 обрабатываются на компьютере в режиме реального времени. Помимо общей картины области обработки в свете узкой полосы диодного лазера с высоким пространственным и временным разрешением примерно 5 мкм, 10 мкс и полей интенсивности свечения поверхности в области обработки определяется поле яркостных температур на поверхности образца и максимальная цветовая температура, а также распределение воздействующего лазерного излучения в пятне облучения. Наличие у видеокамер затворов позволяет выбирать момент начала и длительность регистрации и таким образом фиксировать параметры нужной стадии технологического процесса.

Таким образом, заявляемое изобретение обеспечивает существенное расширение возможностей устройства для контроля лазерных технологических процессов.

Список литературы

1. I.Boeske, E.W.Kreutz et al. // Proceedings of Int. Conf. "Laser Technologies in Welding and Materials Processing", Katsiveli, Ukraine. P.217-221. 2003.

2. J.-P.Kruth, J.Duflou et al. // Proceedings of the 5th LANE 2007. V.1. P.23-30. Erlangen. Germany.

Устройство для контроля лазерных технологических процессов, содержащее лазер со сканирующей и фокусирующей системой, видеокамеру, регистрирующую изображение области обработки в спектральной области длин волн от 400 до 950 нм, а также оптически связанные со сканирующей и фокусирующей системой лазера узкополосный диодный лазер, двухканальный оптический пирометр, работающий в области от 1,1 до 2,5 мкм, и дополнительную видеокамеру, которая с помощью дихроичного зеркала и сменных фильтров регистрирует изображение области обработки либо на длине волны лазера, либо на длине волны узкополосного диодного лазера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике. .

Изобретение относится к области анализа газов. .

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано для измерения концентраций газообразных веществ и идентификации конкретных запахов и их источников.

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано для прецизионного измерения концентраций газообразных веществ, высокоточной идентификации запахов и в криминалистике.

Изобретение относится к спектроскопии. .

Изобретение относится к технике оптического спектрального анализа. .

Изобретение относится к приборам для качественного и количественного анализа нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) и может быть использовано в медицинской практике при диагностике инфекционных, онкологических и генетических заболеваний человека и животных, в исследовательских целях при молекулярно-биологических, генетических исследованиях, мониторинге экспрессии генов.

Изобретение относится к измерительной технике. .

Изобретение относится к аналитической химии. .

Изобретение относится к технологии сварки и, в частности, к системе текущего контроля зоны сварки, которая содержит устройство для получения изображения зоны сварки, по меньшей мере один светофильтр, расположенный перед устройством для получения изображения зоны сварки, и устройство для освещения (подсветки) зоны сварки ультрафиолетовым излучением.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для лазерной резки различных материалов. .

Изобретение относится к области испытательной техники, а конкретнее к устройствам для определения параметров резания объектов сфокусированным лазерным лучом, и может найти применение в различных отраслях машиностроения.

Изобретение относится к способу и устройству для контроля сварного шва сварного соединения, выполненного встык посредством глубокой сварки лазерным лучом, в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения.

Изобретение относится к устройствам для резки, сверления, обработки поверхности, а более конкретно для поверхностного упрочнения, нанесения порошковых покрытий и полирования с помощью лазерного луча.

Изобретение относится к способу отслеживания кромок перед сваркой и контроля кромок, а также к аппарату для осуществления способа. .

Изобретение относится к области светолазерной обработки, в частности к устройству для сварки, пайки и резки световыми и лазерными лучами. .

Изобретение относится к лазерным технологиям и может найти применение при резке, придании нужной формы диэлектрикам и полупроводникам в различных отраслях приборостроения.

Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано для обработки различных материалов (металл, дерево, кость, кожа, пластмасса) и изделий из них в промышленности, а также для модификации структуры поверхности оптических материалов.

Изобретение относится к сварке, в частности к устройству для лазерной обработки, в частности резки материалов, в соосной лазерному лучу струе технологического газа.

Изобретение относится к лазерной технике, конкретно к способам лазерной нейтрализации взрывоопасных объектов, и может быть использовано для бездетонационного обезвреживания мин, неразорвавшихся боеприпасов, других взрывоопасных предметов, далее - взрывоопасных объектов

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля и управления технологическими процессами с применением лазеров, как-то сварки, селективной наплавки и селективного спекания-плавления, в том числе с использованием гальваносканеров

Наверх