用于激光加工中热学与尺寸联合监测的混合光学传感器
光学
2024-10-31 v2 仪器与探测器
摘要
光学测量能够实现物理过程的非接触式高速监测，为从科学研究到工业应用的广泛领域提供了一种非侵入式且多功能的途径。本文提出了一种基于简单激光二极管探头的光学传感器，能够同时测量表面的距离和热辐射。其工作原理将三角测量法与辐射测温法集成于单一设备中，利用了嵌入探头模块内的监控光电二极管。通过交替改变探头激光发射，系统可以在尺寸测量和热学测量之间快速切换，从而实现组合数据采集。所提出的方法紧凑、易于集成且成本低廉。该混合传感器在激光加工装置中进行了演示，其中金属靶材被高功率激光束加热并熔化。其在线操作允许在同轴自对准配置中，对熔池距离和辐射亮度进行实时动态测量。这种创新方法可应用于多个领域，例如远程环境传感以及用于稳定高温过程（包括激光焊接和增材制造）的闭环控制系统。
引用
@article{arxiv.2410.05144,
title = {Hybrid optical sensor for combined thermal and dimensional monitoring in laser processing},
author = {Simone Donadello},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.05144},
year = {2024}
}