[發明專利]一種用于輝光放電濺射深度測量的雙激光器在線實時測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201110161110.2
• 申請日: 2011-06-15
• 公開（公告）號: CN102829732A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 李小佳;萬真真;王海舟;賈云海;余興;張勝坤;羅劍秋
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院
• 主分類號: G01B11/22
• 分類號: G01B11/22;G01N21/67
• 代理公司: 北京中安信知識產權代理事務所(普通合伙) 11248
• 代理人: 張小娟

1.一種用于輝光放電濺射深度測量的雙激光器在線實時測量裝置，其特征在于：它由輝光放電光譜信號測量單元和雙激光器濺射深度測量單元組成，包括輝光放電光源(GDS)、第一激光位移傳感器(A)、第二激光位移傳感器(B)以及光纖(d)，能夠實現輝光放電光譜信號與濺射深度信號的同步測量；

其中輝光放電光源(GDS)包括第一石英觀測窗(a)以及第二石英觀測窗(b)；

第一激光位移傳感器(A)及第二激光位移傳感器(B)處于輝光放電光源(c)的同一側，且第一激光位移傳感器(A)位于第一石英觀測窗(a)的后方，正對樣品(e)濺射坑，實時測量樣品濺射深度；第二激光器(B)位于第二石英觀測窗(b)的后方，用來測量樣品(e)未濺射表面的位移。

2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述輝光放電光源(GDS)，是符合激光三角測量的Grimm輝光放電光源。

3.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于：所述第一石英觀測窗(a)用來觀測輝光光譜信號，且激光測量束通過所述觀測窗(a)測量樣品(e)濺射坑表面。

4.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于：所述第二石英觀測窗(b)處于陽極筒(f)和陰極絕緣盤(h)之間，且激光測量束通過所述觀測窗(b)測量樣品(e)未濺射表面。

5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述第一激光位移傳感器(A)和第二激光位移傳感器(B)是一種激光三角位移傳感器，其包括可激發激光測量束的激光器(i)以及CCD檢測器(j)。

6.一種使用權利要求1所述的裝置進行在線實時測量的方法，包括如下步驟：1)激發及形成濺射坑，2)信號采集，3)信號解析；其特征在于：

(1)所述激發及形成濺射坑步驟中，針對不同金屬材料樣品選擇濺射條件，輝光放電光源(GDS)激發輝光(c)，在金屬材料樣品(e)表面形成濺射坑，同時第一激光位移傳感器(A)通過第一石英觀測窗(a)激發激光測量束，及第二激光位移傳感器(B)通過第二石英觀測窗(b)激發激光測量束；

(2)所述信號采集步驟中，第一激光位移傳感器(A)通過第一石英觀測窗(a)實時采集樣品(e)濺射坑的激光測量信號，第二激光位移傳感器(B)通過第二石英觀測窗(b)采集樣品(e)未濺射表面的激光測量信號，同時金屬材料樣品的輝光放電光譜信號也通過第一觀測窗(a)被光纖(d)接收并且實時傳輸到輝光放電光譜儀；

(3)所述信號解析步驟中，對上述步驟(2)中的第一激光位移傳感器A和第二激光位移傳感器B采集的信號進行解析得到濺射坑以及未濺射表面的測量數據，以系統時間為單位疊加濺射坑以及未濺射表面的測量數據，得到所述金屬材料樣品濺射深度的在線實時測量曲線。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于：第一激光位移傳感器(A)和第二激光位移傳感器(B)在光源的同一側同步測量樣品(e)濺射坑深度和樣品(e)表面未濺射面的位移，用于消除濺射過程中光源系統的位移對深度實時測量的影響。

8.如權利要求6所述的方法，其特征在于：測量的濺射坑和未濺射面位于同一樣品(e)的同一側表面上。

9.如權利要求6所述的方法，其特征在于：第一激光位移傳感器(A)和第二激光位移傳感器(B)發出的激光測量束互相平行。