一种基于LIBS的机匣铸造缺陷检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于航空材料零部件机械加工与检测技术领域，公开了一种基于LIBS的机匣铸造缺陷检测装置及方法，装置包括：机械臂；LIBS探头，机械臂带动LIBS探头在零部件附近移动，LIBS探头包括激光器和光采集器，激光器发射激光，对待检测位置进行烧蚀并形成等离子体，光采集器采集等离子体发射的光信号；主机系统，包括光谱仪和计算机，光谱仪对光信号进行频谱分析，获得相应的光谱，计算机根据光谱确定并显示零部件的铸造缺陷。本申请采用激光诱导击穿光谱技术，充分发挥了该技术本身分析速度快、操作简单、适用范围广、安全无辐射和检测结果准确的特点，可对多元素同时分析以及特别适合微小区域材料分析的优势，弥补了传统无损检测技术的不足。测技术的不足。测技术的不足。

【技术实现步骤摘要】
一种基于LIBS的机匣铸造缺陷检测装置及方法


[0001]本专利技术属于航空材料零部件机械加工与检测
，特别涉及一种基于LIBS的机匣铸造缺陷检测装置及方法。

技术介绍

[0002]新型的航空金属材料如Ti2AlNb，因具有较好的综合力学性能、良好的可加工性以及较高的比强度，而适用于制备航空发动机用大尺寸的机匣薄壁铸造零部件。
[0003]在航空发动机用大尺寸零部件诸如机匣的铸造过程中，由于机匣铸造结构的不连续性以及金属液在铸造过程中充型凝固的不均匀性，极易导致大型铸件尤其是薄壁复杂结构的铸件存在晶粒粗大、局部塑性较差等问题，严重降低了铸造零部件的机械强度。造成以上缺陷的原因还包括成分偏析，成分偏析还会导致铸造零部件加工时产生裂纹、夹杂等宏观缺陷，因此在加工过程中需要对零部件进行缺陷检测。传统的检测方法需要复杂的零部件预处理过程，不但会对零部件造成较大的损伤，而且会耗费较多成本。近年来涌现出了许多无损检测方法，例如渗透检测、射线检测、超声波检测、远场涡流检测等技术，但是伴随着它们逐渐投入应用，都显现出了各自的局限性，例如渗透检测不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于LIBS的机匣铸造缺陷检测装置，其特征在于，包括：机械臂；LIBS探头，设置在机械臂的末端，机械臂带动LIBS探头在零部件附近移动，所述LIBS探头包括激光器(5)和光采集器(12)，所述激光器(5)用于发射激光，对待检测位置进行烧蚀，以形成等离子体，所述光采集器(12)用于采集所述等离子体在膨胀冷却过程中发射的光信号；主机系统(20)，与所述光采集器(12)通过光纤(7)连接，所述主机系统(20)包括光谱仪(17)和计算机(19)，所述光谱仪(17)用于对所述光信号进行频谱分析，获得相应的光谱，所述计算机(19)用于根据所述光谱确定并显示机匣零部件的铸造缺陷。2.根据权利要求1所述的一种基于LIBS的机匣铸造缺陷检测装置，其特征在于，所述主机系统(20)还包括：延迟器(15)，与所述光采集器(12)通过所述光纤(7)连接，所述延迟器(15)用于对所述光采集器(12)采集的光进行延迟输出；光电转换器(16)，用于将所述延迟器(15)输出的光信号转换为电信号，所述光谱仪(17)在接收到所述电信号后对所述光采集器(12)采集的光信号进行频谱分析。3.根据权利要求1所述的一种基于LIBS的机匣铸造缺陷检测装置，其特征在于，所述LIBS探头还包括：激光头(4)，与所述激光器(5)连接；光束整形仪(3)，设置在所述激光头(4)的出口；反射镜(1)，设置在与所述光束整形仪(3)正对的位置，所述反射镜(1)将所述光束整形仪(3)输出的激光改变方向；凸透镜(8)，设置在所述反射镜(1)的光路下游，所述凸透镜(8)将所述反射镜(1)反射的激光聚焦后发射至所述LIBS探头外部，以对待检测位置进行烧蚀。4.根据权利要求1所述的一种基于LIBS的机匣铸造缺陷检测装置，其特征在于，所述LIBS探头还包括：二向色镜(9)，对所述等离子体在膨胀冷却过程中发射的光信号按照波长进行过滤；偏振镜(11)，设置在所述二向色镜(9)的光路下游，所述偏振镜(11)对所述二向色镜(9)输出的光信号按照振动方向进行过滤；所述光采集器(12)设置在所述偏振镜(11)的光路下游，用于采集所述偏振镜(11)输出的光信号。5.根据权利要求4所述的一种基于LIBS的机匣铸造缺陷检测装置，其特征在于，所述LIBS探头还包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彦菊，沙爱学，冯新，兰祥，
申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：