[发明专利]基于视觉传感的电子束深熔焊熔池动态监测装置

权利要求书

1.一种基于视觉传感的电子束深熔焊熔池动态监测装置，其特征在于，该装置包括置于真空室的机械夹具（1）、相机防护外壳（2）、摄像机（3）、减光滤光系统（4）和开槽铝板（5），其中开槽铝板（5）的中心开有一条凹槽，且开槽铝板（5）平行置于焊接工件（6）的上方，使凹槽处于焊缝正上方；所述机械夹具（1）一端固定于真空室的顶部，另一端固定连接相机防护外壳（2），摄像机（3）固定于相机防护外壳（2）内部，摄像机（3）镜头前方设置减光滤光系统（4）；摄像机（3）通过数据传输线（7）及真空转接头与真空室外的计算机（8）相连；

焊接时开槽铝板（5）阻挡金属蒸汽与飞溅物，摄像机（3）通过减光滤光系统（4）采集电子束深熔焊的熔池图像信号，将采集到的图像信号转换为电信号后通过数据传输线（7）输入真空室外的计算机（8），计算机（8）将电信号还原成图像信号并存储，得到电子束深熔焊的熔池图像并进行动态监测。

2.根据权利要求1所述基于视觉传感的电子束深熔焊熔池动态监测装置，其特征在于，所述开槽铝板（5）中心的凹槽宽为10～30mm，该凹槽一端开放一端封闭，处于焊缝正上方，开放端在焊缝结束处。

3.根据权利要求1所述基于视觉传感的电子束深熔焊熔池动态监测装置，其特征在于，所述减光滤光系统（4）包括套筒和套筒内部从摄像机（3）镜头一侧开始依次同轴排列的窄带滤光片、固定密度减光片、光学防护玻璃，其中固定密度减光片的光密度值为1～3。

4.根据权利要求1、2或3所述基于视觉传感的电子束深熔焊熔池动态监测装置，其特征在于，所述摄像机（3）为CMOS高速单色摄像机，摄像机（3）的镜头为大焦距工业镜头。

5.根据权利要求4所述基于视觉传感的电子束深熔焊熔池动态监测装置，其特征在于，所述机械夹具（1）通过磁力固定在真空室顶部，摄像机（3）的拍摄距离调节范围为10～50cm，摄像机（3）的镜头光轴与水平面的角度调整范围为0°～90°。

6.根据权利要求4所述基于视觉传感的电子束深熔焊熔池动态监测装置，其特征在于，所述数据传输线（7）为差分式千兆以太网数据传输线。

7.根据权利要求4所述基于视觉传感的电子束深熔焊熔池动态监测装置，其特征在于，所述减光滤光系统（4）中套筒内圈粘贴玻纤铝箔胶带。

8.根据权利要求4所述基于视觉传感的电子束深熔焊熔池动态监测装置，其特征在于，所述摄像机（3）即CMOS高速单色摄像机的帧率为15～115帧/s、曝光时间为1/4～1/66667秒，所述大焦距工业镜头的焦距为35mm。

9.根据权利要求4所述基于视觉传感的电子束深熔焊熔池动态监测装置，其特征在于，所述防护外壳（2）的外部包裹玻纤布及玻纤铝箔胶带。

10.根据权利要求4所述基于视觉传感的电子束深熔焊熔池动态监测装置，其特征在于，所述开槽铝板（5）平行置于焊接工件（6）的上方，且二者之间的垂直距离为2～10cm。