[发明专利]一种增材制造孔边裂纹电磁热双光谱成像检测装置及方法

权利要求书

1.一种增材制造孔边裂纹电磁热双光谱成像检测装置，其特征在于：所述装置包括信号发生器(1)、功率放大装置(2)、激励线圈(3)、适形磁芯(4)、红外热像模块(5)、可见光模块(6)和监测计算机(7)；

所述信号发生器(1)输出端与功率放大装置(2)输入端电连接；

所述功率放大装置(2)输出端与激励线圈(3)输入端电连接；

所述激励线圈(3)缠绕在适形磁芯(4)上，激励线圈(3)平面与适形磁芯(4)轴向垂直；

所述适形磁芯(4)为柱状工字形磁轭结构，适形磁芯(4)周向轮廓形状与增材制造拓扑优化结构件的开孔(8)边缘形状一致；

所述适形磁芯(4)放置于开孔(8)的中心位置，适形磁芯(4)轴向与开孔(8)平面垂直；

所述适形磁芯(4)与开孔(8)边缘通过电磁场耦合；

所述红外热像模块(5)放置于开孔(8)平面中心位置的正上方，拍摄方向与开孔(8)平面垂直并正对开孔(8)边缘；

所述可见光模块(6)放置位置与红外热像模块(5)相邻，可见光模块(6)拍摄方向及拍摄区域与红外热像模块(5)相同。

2.根据权利要求1所述的一种增材制造孔边裂纹电磁热双光谱成像检测装置，其特征在于：所述信号发生器(1)输出短时脉冲激励。

3.根据权利要求1所述的一种增材制造孔边裂纹电磁热双光谱成像检测装置，其特征在于：所述适形磁芯(4)周向轮廓尺寸小于增材制造拓扑优化结构件的开孔(8)边缘轮廓尺寸，所述适形磁芯(4)放入开孔(8)后，适形磁芯(4)周向轮廓与开孔(8)边缘轮廓在周向上的间隙尺寸相同，间隙尺寸最大值不大于激励线圈(3)产生的电磁场作用区域。

4.根据权利要求1所述的一种增材制造孔边裂纹电磁热双光谱成像检测装置，其特征在于：所述红外热像模块(5)输出端与监测计算机(7)输入端电连接。

5.根据权利要求1所述的一种增材制造孔边裂纹电磁热双光谱成像检测装置及方法，其特征在于：所述可见光模块(6)输出端与监测计算机(7)输入端电连接。

6.一种增材制造孔边裂纹电磁热双光谱成像检测方法，其特征在于：对增材制造拓扑优化结构件的开孔(8)边缘检测过程中，所述方法包括如下步骤：

S1：信号发生器(1)周期产生短时脉冲激励，功率放大装置(2)将短时脉冲激励功率放大后输出给激励线圈(3)，在激励线圈(3)中产生短时脉冲电流，进而产生瞬态激励磁场，适形磁芯(4)将瞬态激励磁场传到开孔(8)边缘，瞬态激励磁场在开孔(8)边缘通过电磁感应产生电涡流(11)，电涡流(11)基于焦耳热效应对开孔(8)边缘感应加热引起温度分布信息(12)，红外热像模块(5)将温度分布信息(12)转换成红外热图像检测信号并传输至监测计算机(7)，同时可见光模块(6)对开孔(8)边缘光学成像并将光学图像检测信号传输至监测计算机(7)；

S2：监测计算机(7)根据接收到的开孔(8)边缘的红外热图像检测信号和光学图像检测信号进行特征提取和数据融合处理，绘制开孔(8)边缘的电磁热双光谱成像检测图；

S3:监测计算机(7)将绘制的增材制造拓扑优化结构件开孔(8)边缘的电磁热双光谱成像检测图实时显示在监测显示屏幕上。