引言 

隨著增材制造技術(shù)（Additive Manufacturing, AM）在航空航天等高科技領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用積極，精確的溫度控制成為了確保零件質(zhì)量和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵因素節點。在NASA馬歇爾太空飛行中心（MSFC）進(jìn)行的電子束增材制造（EBAM）過程中逐漸完善，精確的溫度測(cè)量是至關(guān)重要的提升，因?yàn)檫@直接影響到構(gòu)建材料的物理性質(zhì)和最終產(chǎn)品的性能數字技術。為了實(shí)現(xiàn)高精度的溫度監(jiān)控求得平衡，采用了LumaSense MCS640近紅外熱像儀相關，結(jié)合先進(jìn)的鏡頭配置，通過S12 EBAM系統(tǒng)進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集開放要求。

 設(shè)備與系統(tǒng)配置 

EBAM系統(tǒng)是一款用于金屬材料增材制造的設(shè)備高質量，在NASA的應(yīng)用中用于測(cè)試和驗(yàn)證增材制造工藝。該系統(tǒng)配備了一個(gè)127毫米直徑的視窗更高要求，通過該視窗可以進(jìn)行溫度測(cè)量和圖像采集積極參與。視窗由鉛玻璃和高強(qiáng)度真空玻璃構(gòu)成，這些玻璃材質(zhì)在特定波長(zhǎng)下會(huì)影響輻射的傳輸經驗分享，因此方便，選擇合適的測(cè)量工具和系統(tǒng)至關(guān)重要明顯。

為了捕捉高精度的溫度數(shù)據(jù)，采用了LumaSense MCS640熱像儀基石之一。該熱像儀的光譜范圍為780nm至1080nm（上海明策電子）基礎上，具有640×480的非冷卻焦平面陣列（FPA）傳感器，最大幀率為60Hz行業分類。它能夠檢測(cè)溫度范圍從600°C到3000°C預下達，適應(yīng)不同的工作條件和溫度需求。該相機(jī)的校準(zhǔn)范圍包括三個(gè)不同的溫度區(qū)間應用領域，分別針對(duì)不同的鏡頭配置創新為先。

鏡頭選擇與校準(zhǔn) 

根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，選擇了兩種不同焦距的鏡頭來進(jìn)行溫度圖像的捕獲統籌推進。 

- 鏡頭A的工作距離為500mm行業內卷，適用于較大視場(chǎng)的圖像采集，其視場(chǎng)為31mm×23mm科普活動，空間分辨率為48µm凝聚力量，能夠有效地捕捉較大區(qū)域的溫度變化。

- 鏡頭B則是一款近焦鏡頭逐漸完善，工作距離為350mm，視場(chǎng)為5.3mm×4.0mm，空間分辨率為8.3µm了解情況，能夠提供更精細(xì)的圖像解析度參與能力，適用于更小區(qū)域的高精度測(cè)量。

為了確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性充足，鏡頭A和鏡頭B在三個(gè)不同的溫度區(qū)間內(nèi)進(jìn)行了校準(zhǔn)註入了新的力量。這些校準(zhǔn)工作在不同的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，溫度范圍為： 

- 對(duì)于鏡頭A：650°C - 900°C異常狀況，850°C - 1250°C說服力，1100°C - 1800°C 

- 對(duì)于鏡頭B：750°C - 1100°C，915°C - 1400°C更多可能性，1320°C - 2300°C

特別是鏡頭B的校準(zhǔn)工作深刻變革，還考慮了視窗玻璃對(duì)輻射傳輸?shù)挠绊懀M(jìn)行了有無玻璃的測(cè)試分析，最終確定了透過率為0.54至關重要。這一校準(zhǔn)過程確保了在真實(shí)測(cè)試環(huán)境下，所捕捉到的溫度數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠等地。

熱像儀集成與數(shù)據(jù)采集 

為了進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和采集效率產業，熱像儀通過千兆以太網(wǎng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至筆記本電腦進(jìn)行分析共享應用。該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括一個(gè)網(wǎng)絡(luò)電纜和一個(gè)千兆以太網(wǎng)Express卡工具，確保了大數(shù)據(jù)量下的穩(wěn)定傳輸和高速處理尤為突出。

在圖像采集過程中，系統(tǒng)的集成時(shí)間根據(jù)不同溫度范圍進(jìn)行了調(diào)整： 

- 溫度范圍1（低溫）：16.25毫秒 

- 溫度范圍2（中溫）：1.7毫秒 

- 溫度范圍3（高溫）：50微秒

這些不同的集成時(shí)間設(shè)置確保了熱像儀可以在不同的工作條件下精確捕捉到所需的溫度數(shù)據(jù)市場開拓。

實(shí)驗(yàn)環(huán)境與視角設(shè)置 

實(shí)驗(yàn)中的熱像儀安裝在穩(wěn)定的三腳架上標準，鏡頭被設(shè)置在靠近玻璃窗的位置，確保能夠精準(zhǔn)地對(duì)準(zhǔn)增材制造過程中構(gòu)建板區(qū)域環境。通過對(duì)圖1和圖2中的示意圖的分析主要抓手，熱像儀的垂直傾斜角度大約為55°，且未進(jìn)行水平偏航或翻滾調(diào)整重要的角色。該設(shè)置確保了熱像儀可以準(zhǔn)確地捕捉到構(gòu)建過程中溫度分布的變化空間載體。

在NASA馬歇爾太空飛行中心的EBAM增材制造實(shí)驗(yàn)中，采用的熱像儀系統(tǒng)結(jié)合了先進(jìn)的鏡頭選擇與精準(zhǔn)的校準(zhǔn)技術(shù)各項要求，成功實(shí)現(xiàn)了高精度的溫度測(cè)量大面積。這一系統(tǒng)不僅能夠提供不同溫度區(qū)間的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，還能夠有效補(bǔ)償視窗玻璃對(duì)輻射傳輸?shù)挠绊憙瀯菖c挑戰，保證了測(cè)量結(jié)果的可靠性。隨著增材制造技術(shù)的不斷發(fā)展越來越重要的位置，類似的溫度監(jiān)控系統(tǒng)將對(duì)改進(jìn)制造工藝問題分析、提高產(chǎn)品質(zhì)量及優(yōu)化生產(chǎn)流程發(fā)揮重要作用。

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