Устройство для контроля лазерных технологических процессов

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЛАЗЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ(71) Заявители Государственное научное учреждение Институт физики имени Б.И.Степанова Национальной академии наук БеларусиНациональная инженерная школа Сент-Этьенна(72) Авторы Чивель Юрий Александрович(73) Патентообладатели Государственное научное учреждение Институт физики имени Б.И.Степанова Национальной академии наук БеларусиНациональная инженерная школа Сент-Этьенна(57) Устройство для контроля лазерных технологических процессов, содержащее лазер со сканирующей и фокусирующей системой, видеокамеру и фотодиод, оптически связанные со сканирующей и фокусирующей системой лазера, отличающееся тем, что 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. 55232009.08.30 Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована 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 с сканирующей и фокусирующей системой лазера. Недостатком данного устройства является ограниченное число измеряемых параметров технологического процесса. Задачей данной полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства для контроля лазерных технологических процессов. Техническая задача решается тем, что в устройстве для контроля лазерных технологических процессов, содержащем 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 с сканирующей и фокусирующей системой лазера,а видеокамера выполнена с возможностью регистрации изображений на двух длинах волн. Сущность полезной модели поясняется фигурой, где изображен общий вид устройства для контроля лазерных технологических процессов. Предлагаемое устройство содержит лазер (на схеме не показан), пучок 1, который 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 для контроля лазерных технологических процессов 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 полосе 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, заявляемая полезная модель обеспечивает существенное расширение возможностей устройства для контроля лазерных технологических процессов. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.