CN100587428C - 金属粉末激光成形过程中温度场检测方法及其系统装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属粉末激光快速成形技术，具体是一种金属粉末激光快速成形加工过程中温度场检测方法及其系统装置。它采用双波长红外图像比色测温方法，通过将两种波长的滤光片分时交替位于采集光路中，有步骤的连续采集来自于两种波长的熔池的图像，再对来自不同波长的两幅红外图像进行灰度比色计算，根据比色值与温度值的关系，求得图像上各点的温度值，用灰度值代表温度值形成灰度图像，再对所形成的灰度图像进行图像处理，进而求其形状和温度场变化趋势。采用本发明能够在金属粉末激光快速成形过程中实时检测熔池温度场的温度分布及变化趋势，进而对其加工过程参数进行实时温度调整。

Description

金属粉末激光成形过程中温度场检测方法及其系统装置

技术领域

本发明涉及金属粉末激光快速成形技术和温度场的非接触测温技术，具体讲是一种金属粉末激光快速成形加工过程中温度场检测方法及其系统装置。

背景技术

金属粉末激光成形技术，出现于20世纪90年代后期，是基于快速成形技术基础的一门新型加工制造技术，其独特的金属零件加工特点使其近年来得到了广大科研院所等的普遍关注、研究及应用。金属粉末激光成形是一个多因素影响的加工过程，例如加工工艺参数变化，环境条件的不稳定等都会影响成形件的质量，且在连续的加工过程中由于误差的累计往往导致成形件的质量或精度达不到要求，因而建立加工过程实时检测控制系统极其必要。实践证明，温度场分布是反映加工过程条件的一个重要参数，稳定的温度场能够保证成形件的质量及尺寸精度要求。

测温方法有两种，接触式测温和非接触式测温，根据激光加工过程环境复杂，应选用非接触式测温方法。目前，在快速成形方面非接触红外测温是个研究热门，已有研究部门利用红外探测器进行测温，但是该仪器受加工环境干扰较大，且造价高。基于双波长的红外图像比色测温方法目前已在焊接、冶金领域用来进行温度场的检测，在快速成形加工过程中的应用还未见报道，主要约束在于温度场温度变化范围大、视场范围狭小、加工环境条件恶劣等因素，因此基于双波长的红外图像比色测温方法在激光快速成形过程中的应用是一项新的温度检测技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够在金属粉末激光快速成形过程中实时检测熔池温度场的温度分布及变化趋势，并进而对其加工过程参数进行实时温度调整的检测方法及其系统装置。

本发明的技术方案包括：

金属粉末激光成形过程中温度场检测方法：采用双波长红外图像比色测温方法，通过将两种波长的滤光片分时交替位于采集光路中，有步骤的连续采集来自于两种波长的熔池的图像，再对来自不同波长的两幅红外图像进行灰度比色计算，根据比色值与温度值的关系，求得图像上各点的温度值，用灰度值代表温度值形成灰度图像，再对所形成的灰度图像进行图像处理，进而求其形状和温度场变化趋势。

其中所述图像采集光路采用单通道型；在熔池处于摄像机视场中心时开始测量；所述摄像机图像采集帧频为：60帧/s～100帧/s；测温范围：800～2300K；工作波长为：0.79μm和0.921μm。

所述方法的系统装置包括：

-转盘，与驱动装置相连；

-多个滤光片，两两一组，其中一组波长为0.79μm，另一组波长0.921μm，带宽均为0.01μm，将4块两种波长的滤光片均匀间隔的固定在转盘上；

-定位控制部件，采用光电传感器感应定位装置位置；

-图像采集单元，由摄像机和图像采集卡组成，摄像机所采集的红外图像，经过图像采集卡传输到计算机处理单元中，通过图像处理程序进行图像的分析，从而获得熔池的温度场分布及变化信息；

-驱动装置，由步进电机构成，转速由图像采集单元中的摄像机的帧速率确定；

-整体倾斜15-30°角安装在激光光轴旁侧，固定在光轴上，随同光轴运动。

其中所述图象处理程序具体流程为：

步骤1)通过一种波长滤光片采集目标体灰度图像并进行滤波；

步骤2)通过另一种波长滤光片采集目标体灰度图像并进行滤波；

步骤3)获取两幅目标体灰度图像的对应像素点；

步骤4)通过式1求所述两幅目标体灰度图像对应点的灰度比值；

步骤5)根据温度比色算法公式，由步骤4)的比值求得图像上各点的温度值；

步骤6)用灰度值代表温度值，由步骤5)求得的各点温度生成灰度图像；

步骤7)对步骤6)生成的灰度图像进行图像处理实现熔池的温度分析，通过图像灰度特征的变化趋势即可看出温度场的变化趋势，完成单次处理。若继续，则返回步骤1)；

式1为：

$R\left(T\right)=\frac{N({\mathrm{\λ}}_1,T)}{N({\mathrm{\λ}}_2,T)}$

$\≈\frac{Q({\mathrm{\λ}}_1,T)}{Q({\mathrm{\λ}}_2,T)}=\frac{\mathrm{\ϵ}({\mathrm{\λ}}_1,T)\·\mathrm{\η}\left({\mathrm{\λ}}_1\right)\·\mathrm{\τ}\left({\mathrm{\λ}}_1\right)\·\mathrm{\δ}{\mathrm{\λ}}_1\·{\mathrm{\λ}}_2^5{e}^{\frac{C_2}{{\mathrm{\λ}}_{2}T}}}{\mathrm{\ϵ}({\mathrm{\λ}}_2,T)\·\mathrm{\η}\left({\mathrm{\λ}}_2\right)\·\mathrm{\τ}\left({\mathrm{\λ}}_2\right)\·\mathrm{\δ}{\mathrm{\λ}}_2\·{\mathrm{\λ}}_1^5{e}^{\frac{C_2}{{\mathrm{\λ}}_{1}T}}}$

其中：λ₁第一组滤光片的峰值波长，λ₂第二组滤光片的峰值波长，N(λ₁，T)第一组滤光片的灰度值，N(λ₂，T)第二组滤光片的灰度值，Q(λ₁，T)第一组滤光片的CCD电荷输入量，Q(λ₂，T)第二组滤光片的CCD电荷输入量，ε(λ₁，T)第一组滤光片的峰值波长λ₁下的光谱辐射率，ε(λ₂，T)第二组滤光片的峰值波长λ₂下的光谱辐射率，C₂为第二辐射常数，τ(λ₁)、τ(λ₂)、δλ₁、δλ₂和η(λ₁)、η(λ₂)分别为第一组滤光片峰值透过率、第二组滤光片峰值透过率、第一组滤光片带宽、第二组滤光片带宽、第一组滤光片的CCD光谱响应函数和第二组滤光片的CCD光谱响应函数；

温度比色算法公式为：

$T=\frac{C_2(\frac{1}{{\mathrm{\λ}}_2}-\frac{1}{{\mathrm{\λ}}_1})}{\ln R\left(T\right)-\ln \frac{\mathrm{\η}\left({\mathrm{\λ}}_1\right)}{\mathrm{\η}\left({\mathrm{\λ}}_2\right)}-\ln \frac{\mathrm{\τ}\left({\mathrm{\λ}}_1\right)}{\mathrm{\τ}\left({\mathrm{\λ}}_2\right)}-5\ln \frac{{\mathrm{\λ}}_2}{{\mathrm{\λ}}_1}}$

其步骤7)对所述灰度图像进行图像处理实现熔池的温度分析分三路进行：一路是将代表特定温度的像素点连线实现对图像画等温线，另一路是利用伪彩色将不同温度区间的像素着不同的颜色，第三路是利用代表熔池边界的灰度值为阈值进行二值化处理，可将熔池与背景分离出来，从而可进行熔池图像特征参数提取，即求熔池面积、宽度、高度；

所述滤光片个数可以为2-8；摄像机采用8～12倍变焦镜头，可实现小视场的远距离测量。

其原理是：本发明以普朗克黑体辐射定律为理论依据，建立了一种加工过程中的温度场实时在线检测系统，利用熔池的辐射图像比色算法求得熔池温度，通过温度分析软件获得熔池温度分布，温度变化趋势等信息，为后续温度控制提供控制参数信息，达到温度场的平衡。

本发明具有如下特点：

1.双波长红外图像比色非接触测温法。接触式测温方法虽然简单，但不适用于激光快速成形过程的复杂工作环境，而单色的红外图像探测仪需要复杂的标定，且受加工条件变化影响较大。本测温系统采用双波长红外图像比色非接触测温方法。双波长图像比色测温法，是根据同一时刻同一地点的两个相邻波长辐射能的比值来确定温度值，因而较好的消除了环境光和辐射率的影响。基于CCD的双波长红外图像比色测温系统模型的测温结构不受材料、距离及表面状况的影响，且该测量方法具有不影响被测物的温度分布，以及响应迅速等优点。

2.转盘滤光片及驱动装置。在比色温度测量过程中，需要连续采集两幅通过两个不同波长滤光片的红外图像进行比色处理来求取温度，在该系统中将具有两个不同波长的滤光片间隔均匀分布在转盘上，以步进电机为驱动装置带动转盘快速转动，从而使不同波长的滤光片连续间隔出现在摄像机图像采集光路中。多片滤光片的使用提高了滤光片的更替速度，保证了两种波长滤光片更替速度和摄像机图像采集频率的一致。

3.单通道型图像采集光路。滤光片和CCD摄像机在光路中形成单通道型，即使用一个光检测装置分时接收热辐射束，再采用两种不同波长滤光片来处理此热辐射束，在图像采集过程中，单通道型的优点在于使用一个摄像机，减少系统成本，结构简单，便于调整。转盘滤光片、驱动装置和定位部件的存在保证了滤光片在单通道型图像采集系统中分时切换的速度和准确定位。

附图说明

图1是本发明的系统总体布局图。

图2是滤光片在转盘上的布局示意图。

图3是该温度检测装置在激光器上的安装位置示意图。

图4是本发明一个实施例比色测温软件流程图。

图5-a是本发明一个实施例比色测温过程图象(熔池原始图像)。

图5-b是本发明一个实施例比色测温过程图像(着伪彩色的熔池图象)。

图5-c是本发明一个实施例比色测温过程图像(边缘特征提取后熔池图像)。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

本发明金属粉末激光成形过程中温度场检测方法：采用双波长红外图像比色测温方法，通过将两种波长的滤光片分时交替位于采集光路中，有步骤的连续采集来自于两种波长的熔池的图像，根据来自不同波长的两幅红外图象进行图像灰度比色计算，根据其比值与温度的关系，求得图像上各点的温度值，用灰度值代表温度值，进而灰度图像，再对所生成的灰度图像进行图像处理，进而求其形状和温度变化趋势；所述图像采集光路采用单通道型；在熔池处于摄像机视场中心时开始测量。

如图1所示，本发明温度检测系统装置14由转盘1(圆形)，定位控制部件(包括定位螺钉2和光电传感器3)，外壳箱体4，驱动装置5(步进电机)，散热风扇6，数据处理单元8(CPU)，工控机9，滤光片11，组成，具体：

采用四块滤光片11(所述滤光片个数可为2-8片，根据转盘尺寸而定)，两两为一组，每组一种波长，分别为0.79μm，0.921μm，带宽均0.01μm，均匀间隔地固定在转盘1上；图像采集单元8，由摄像机10(CCD)和图像采集卡7组成，摄像机所采集的红外图像，经过图像采集卡传输到计算机处理单元中进行图像的分析，从而获得熔池的温度场分布及变化信息；其中摄像机10位于转盘1后方，旋转时，正对其中一个滤光片11，使滤光片11精确位于摄像机10采集光路中；窗口12安装在外壳箱体4上，位于转盘1前方，且与摄像机10在同一光路的轴线上；驱动装置5(本实施例采用步进电机)的轴与转盘1中轴连接；定位装置(本实施例采用定位螺钉2)位于转盘和滤光片中心线上并在转盘边缘位置，光电传感器3安装在外壳箱体4内可感应定位螺钉(2)的位置；散热风扇6安装在外壳箱体4壁上。

该实时在线温度场检测装置在加工过程中进行熔池热辐射图像的连续采集及图像数据处理，其具体实现过程如下，在图1中，驱动装置5带动转盘1转动，光电传感器感3用于感应定位螺钉2，定位螺钉2位于转盘和滤光片中心线上并在转盘边缘位置，该定位检测装置能够保证在进行图像采集时，滤光片11精确位于CCD摄像机10采集光路中，随着转盘的转动，两种波长的滤光片交替出现在采集光路中，将连续采集的两幅不同波长的热辐射图象经过图像采集卡7传输到数据处理单元8中，由存于其中的比色数据处理程序进行比色计算，求得熔池15各点的温度。通过该测温系统在激光加工过程中，进行图像的连续采集与处理，得到熔池温度场的温度分布及变化趋势分析，实现实时在线检测功能。

图2是滤光片11在转盘上的分布示意图，四片具有两种波长的滤光片间隔均匀的分布在转盘上，由步进电机驱动转盘转动，使滤光片11分时处于光路中，保证了采集过程中两种波长滤光片11的交替出现。四片滤光片11的使用提高了滤光片的交替速度，使之与摄像机10图像采集频率同步。定位螺钉及光电传感器保证了滤光片在光路中的定位准确。

图3是该温度检测装置14安装位置示意图，该装置安装在激光光轴旁侧，固定在光轴上，随同光轴运动。整个装置倾斜20°角安装，起始测量距离为250mm，使熔池15处于摄象机10的视场中心位置。

滤光片在红外图像比色测量中波长和带宽的准确选择是限制其应用的一个重要因素，波长和带宽的选择合理将提高测量精度，减少误差，降低成本。综合考虑测温范围、CCD的动态范围和光谱响应范围、环境光的影响、目标物体的辐射度等因素之后，根据系统的灵敏度和响应值函数，确定滤光片的波长分别为0.79μm和0.921μm，带宽为0.01μm，实验证明此波长的选择，系统具有很高的灵敏度，且温度响应具有很好的线性度。四块两种波长的滤光片被均匀间隔的固定在转盘上，步进电机将用作驱动装置来驱动转盘的旋转，其转速由实际摄像机的帧速率确定；

定位控制部件的选定：双波长图像比色测温要求来自不同波长的两幅辐射图像进行比色处理，在温度检测过程中，两种波长的滤光片是由转盘带动分时置于采集光路中的，因而在连续的图象采集过程中，要求转盘上的滤光片在CCD图像采集光路中有精确的定位，本发明利用光电传感器感应定位螺钉位置来实现定位，从而保证连续采集的图像是间隔来自两种波长的滤光片。

所述图像采集单元由CCD摄像机、10倍变焦镜头和图像采集卡组成，红外图像的采集是利用高性能的CCD摄像机来完成的，CCD具有工作稳定可靠，图像清晰度、灵敏度高等优点，采集的图像经过图像采集卡传输到计算机处理单元中进行图像的分析处理。图像采集卡使用OK系列OK_MC10A卡，内置多种已知函数(现有技术)，控制图像采集方式，如设置采集窗口、采集控制参数(采集格式、方式等)、启动、停止采集控制等。系统采用COMPUTAR的H10Z1218M型号十倍变焦12～120mm镜头，可在250mm的测量距离对6～8mm的熔池小视场分辨率达到9μm。

所述比色数据处理，即温度比色算法是根据普朗克黑体辐射定律推导而来，比色数据处理软件根据来自不同波长的两幅红外图像进行图像灰度比色计算，根据其比值与温度的关系，求得图像上各点的温度值，之后在显示器上输出温度分布的数字和图像信息。具体实现的程序流程(参见图4)为：先通过一种波长滤光片采集目标体灰度图像并进行滤波，再通过另一种波长滤光片采集目标体灰度图像并进行滤波，获取所述两幅目标体灰度图像的对应像素点；并求出两幅目标体灰度图像对应点的灰度比值；然后根据图像灰度值和温度值的对应关系，由式1求得图像上各像素点的温度值；用灰度值代表温度值形成灰度图像；再对所生成的灰度图像进行图像处理，实现熔池的温度分析，从而可以通过图像灰度特征的变化趋势看出温度场的变化趋势。完成单次处理，若继续，则返回；

其中：式1为：

$R\left(T\right)=\frac{N({\mathrm{\λ}}_1,T)}{N({\mathrm{\λ}}_2,T)}$

$\≈\frac{Q({\mathrm{\λ}}_1,T)}{Q({\mathrm{\λ}}_2,T)}=\frac{\mathrm{\ϵ}({\mathrm{\λ}}_1,T)\·\mathrm{\η}\left({\mathrm{\λ}}_1\right)\·\mathrm{\τ}\left({\mathrm{\λ}}_1\right)\·\mathrm{\δ}{\mathrm{\λ}}_1\·{\mathrm{\λ}}_2^5{e}^{\frac{C_2}{{\mathrm{\λ}}_{2}T}}}{\mathrm{\ϵ}({\mathrm{\λ}}_2,T)\·\mathrm{\η}\left({\mathrm{\λ}}_2\right)\·\mathrm{\τ}\left({\mathrm{\λ}}_2\right)\·\mathrm{\δ}{\mathrm{\λ}}_2\·{\mathrm{\λ}}_1^5{e}^{\frac{C_2}{{\mathrm{\λ}}_{1}T}}}$

其中：λ₁为第一组滤光片的峰值波长，λ₂为第一组滤光片的峰值波长，N(λ₁，T)第一组滤光片的灰度值，N(λ₂，T)第二组滤光片的灰度值，Q(λ₁，T)为第一组滤光片的CCD电荷输入量，Q(λ₂，T)为第二组滤光片的CCD电荷输入量，ε(λ₁，T)为第一组滤光片的峰值波长λ₁下的光谱辐射率，ε(λ₂，T)为第二组滤光片的峰值波长λ₁下的光谱辐射率，C₂为第二辐射常数，τ(λ₁)、τ(λ₂)、δλ₁、δλ₂和η(λ₁)、η(λ₂)分别为第一组滤光片峰值透过率、第二组滤光片峰值透过率、第一组滤光片带宽、第二组滤光片带宽、第一组滤光片的CCD光谱响应函数及第一组滤光片的CCD光谱响应函数；

温度比色算法公式为：

$T=\frac{C_2(\frac{1}{{\mathrm{\λ}}_2}-\frac{1}{{\mathrm{\λ}}_1})}{\ln R\left(T\right)-\ln \frac{\mathrm{\η}\left({\mathrm{\λ}}_1\right)}{\mathrm{\η}\left({\mathrm{\λ}}_2\right)}-\ln \frac{\mathrm{\τ}\left({\mathrm{\λ}}_1\right)}{\mathrm{\τ}\left({\mathrm{\λ}}_2\right)}-5\ln \frac{{\mathrm{\λ}}_2}{{\mathrm{\λ}}_1}}$

其中：温度比色算法公式是考虑双色滤光片波长接近，在假设两波长的光谱辐射率ε(λ₁，T)＝ε(λ₂，T)的前提条件下，由式1变换所得，从而系统经过标定后，可直接由比色值R(T)获取对应点的温度值T。

对所述灰度图像进行图像处理实现熔池的温度分析：在本实施例中，参见图5-a.将代表温度的像素点连线实现对图像画等湿线，参见图5-b.利用伪彩色将不同温度区间的像素着不同的颜色使熔池温度分布更加可视化，参见图5-c.利用代表熔池边界的灰度值为阈值进行二值化处理，将熔池与背景分离出来，从而可进行熔池图像特征参数提取，即求熔池面积、宽度、高度。

在实时图像处理过程中，以上七个步骤不断循环执行，abc步骤中的图像或特征的动态变化即可看出温度的变化趋势。该软件同时具有实现熔池温度分布、变化趋势分析、熔池图像特征参数提取等功能，以备为后续的平衡温度控制提供参数。

本发明温度检测系统主要技术参数指标：

1.转盘转速：15转/s；

2.系统外型尺寸：180×245mm；

3.系统重量：5Kg；

4.CCD摄像机图象采集帧频：60帧/s(最大可达100帧/s)；

5.工作波长：0.79μm，0.921μm；

6.测温范围：800～2300K；

7.测量精度：±6((K或℃)；

8.温度分辨率：200mK；

9.温度指示分辨率：0.1(K或℃)；

10.工作光谱范围：0.75～0.95μm；

11.测量圆点最小直径：距离为250mm时对8mm直径的视场分辨率为9μm；

12.CCD摄像机有效像素：640*480；

13.焦距：12～120mm 10倍手动变焦；

14.操作环境温度：0～90℃；

15.相对湿度10～90％不结霜。

Claims (5)

1.一种金属粉未激光成形过程中温度场检测方法的系统装置，其特征在于包括：

-转盘，与区动装置相连；

-多个滤光片，两两一组，将两种波长的滤光片均匀间隔的固定在转盘上；

-定位控制部件，采用光电传感器感应定位装置位置；

-图像采集单元，由摄像机和图像采集卡组成，摄像机所采集的红外图像，经过图像采集卡传输到计算机处理单元中，通过图像处理程序进行图像的分析，从而获得熔池的温度场分布及变化信息；

-驱动装置，由步进电机构成，转速由图像采集单元中的摄像机的帧速率确定；

-温度检测装置，整体倾斜15-30°角安装在激光光轴旁侧，固定在光轴上，随同光轴运动。

2.按照权利要求1所述金属粉末激光成形过程中温度场检测方法的系统装置，其特征在于：所述滤光片个数为2-8，其中一组波长为0.79μm，另一组波长0.921μm，带宽均为0.01μm。

3.按照权利要求1所述金属粉未激光成形过程中温度场检测方法的系统装置，其特征在于所述图像处理程序具体流程为：

步骤1)通过一种波长滤光片采集目标体灰度图像并进行滤波；

步骤2)通过另一种波长滤光片采集目标体灰度图像并进行滤波；

步骤3)获取两幅目标体灰度图像的对应像素点；

步骤4)通过式1求所述两幅目标体灰度图像对应点的灰度比值；

步骤5)根据温度比色算法公式，由步骤4)的比值求得图像上各点的温度值；

步骤6)用灰度值代表温度值，由步骤5)求得的各点温度值生成灰度图像；

步骤7)对步骤6)生成的灰度图像进行图像处理实现熔池的温度分析，通过图像灰度特征的动变化趋势即可看出温度场的变化趋势，完成单次处理；若继续，则返回步骤1)；

式1为：

$R\left(T\right)=\frac{N({\mathrm{\λ}}_1,T)}{N({\mathrm{\λ}}_2,T)}$

$\≈\frac{Q({\mathrm{\λ}}_1,T)}{Q({\mathrm{\λ}}_2,T)}=\frac{\mathrm{\ϵ}({\mathrm{\λ}}_1,T)\·\mathrm{\η}\left({\mathrm{\λ}}_1\right)\·\mathrm{\τ}\left({\mathrm{\τ}}_1\right)\·\mathrm{\δ}{\mathrm{\λ}}_1\·{\mathrm{\λ}}_2^5{e}^{\frac{C_2}{{\mathrm{\λ}}_{2}T}}}{\mathrm{\ϵ}({\mathrm{\λ}}_2,T)\·\mathrm{\η}\left({\mathrm{\λ}}_2\right)\·\mathrm{\τ}\left({\mathrm{\λ}}_2\right)\·\mathrm{\δ}{\mathrm{\λ}}_2\·{\mathrm{\λ}}_1^5{e}^{\frac{C_2}{{\mathrm{\λ}}_{1}T}}}$

其中：R(T)两幅目标体灰度图像对应点的灰度比值，λ₁第一组滤光片的峰值波长，λ₂第二组滤光片的峰值波长，N(λ₁，T)第一组滤光片的灰度值，N(λ₂，T)第二组滤光片的灰度值，Q(λ₁，T)第一组滤光片的CCD电荷输入量，Q(λ₂，T)第二组滤光片的CCD电荷输入量，ε(λ₁，T)第一组滤光片的峰值波长λ₁下的光谱辐射率，ε(λ₂，T)第二组滤光片的峰值波长λ₂下的光谱辐射率，C₂为第二辐射常数，τ(λ₁)、τ(λ₂)、δλ₁、δλ₂和η(λ₁)、η(λ₂)分别为第一组滤光片峰值透过率、第二组滤光片峰值透过率、第一组滤光片带宽、第二组滤光片带宽、第一组滤光片的CCD光谱响应函数和第二组滤光片的CCD光谱响应函数；

温度比色算法公式为：

$T=\frac{C_2(\frac{1}{{\mathrm{\λ}}_2}-\frac{1}{{\mathrm{\λ}}_1})}{\ln R\left(T\right)-\ln \frac{\mathrm{\η}\left({\mathrm{\λ}}_1\right)}{\mathrm{\η}\left({\mathrm{\λ}}_2\right)}-\ln \frac{\mathrm{\τ}\left({\mathrm{\λ}}_1\right)}{\mathrm{\τ}\left({\mathrm{\λ}}_2\right)}-5\ln \frac{{\mathrm{\λ}}_2}{{\mathrm{\λ}}_1}}$

4.按照权利要求3所述金属粉未激光成形过程中温度场检测方法的系统装置，其特征在于：其中步骤7)对所述灰度图像进行图像处理实现熔池的温度分析分三路进行：一路是将代表特定温度的像素点连线实现对图像画等温线，另一路是利用伪彩色将不同温度区间的像素着不同的颜色，第三路是利用代表熔池边界的灰度值为阈值进行二值化处理，可将熔池与背景分离出来，从而可进行熔池图像特征参数提取，即求熔池面积、宽度、高度。

5.按照权利要求3所述金属粉末激光成形过程中温度场检测方法的系统装置，其特征在于：摄像机采用8～12倍变焦镜头，可实现小视场的远距离测量。

Images