【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光粉末增材制造，具体地，涉及一种基于声发射的粉末流量监测装置及方法。
技术介绍
1、激光送粉增材制造过程使用聚焦激光束熔化金属粉末，逐层沉积，形成所需的几何形状。由于在制造灵活性、材料利用率和零部件修复方面的独特优势，它被广泛应用于航空航天、国防、海洋和近海工业领域。
2、送粉量是激光送粉增材制造设备中重要的工艺参数，送粉量过多或过少都会导致零件缺陷，甚至零件的打印失败。在实际生产过程中，由于送粉器的出粉偏差、送粉管较长和气体流量偏差等原因，激光粉末头的实际出粉量与设定值存在偏差，因此设备在打印过程中对出粉量的闭环控制非常关键，可以有效地提高设备打印的成功率。
3、送粉过程中，粉末间的相互作用以及粉末与送粉管的相互作用会释放弹性波，表现为送粉管表面的振动信号，这种振动信号称为声发射信号。利用声发射设备接收声发射信号，可对送粉管内部的送粉流量进行动态监测。与基于光学的粉末流量监测方法相比，声发射传感器成本较低，对光学环境没有要求，且不受透射窗口老化的影响。
4、专利文献cn114279648a(申请号：cn202111481513.5)公开了一种研究安全阀内漏引发声发射信号的试验装置，包括供气装置、安全阀内漏样机、泄漏量检测装置和声发射监测系统；供气装置为安全阀内漏样机提供气源；安全阀内漏样机能够装配不同损伤形式的阀瓣，通过更换阀瓣模拟不同的泄漏工况；泄漏量检测装置为皂膜流量计，用于测量安全阀内漏样机的泄漏率；声发射监测系统采集、分析和处理安全阀内漏样机泄漏处的声发射信号。然而该
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于声发射的粉末流量监测装置及方法。
2、根据本专利技术提供的基于声发射的粉末流量监测装置，包括：送粉器、送粉管、传感器支架、声发射传感器以及数据采集器；
3、所述送粉器与送粉管相连；
4、所述送粉管与传感器支架相连；
5、所述传感器支架与声发射传感器相连；
6、所述声发射传感器与数据采集器相连。
7、优选地，还包括：ipc工控机；
8、所述ipc工控机与送粉器相连；
9、所述ipc工控机与数据采集器相连。
10、优选地，所述送粉管采用pvc送粉管。
11、优选地，所述声发射传感器为压电陶瓷换能器。
12、优选地，所述传感器支架靠近激光粉末头。
13、根据本专利技术提供的基于声发射的粉末流量监测方法，执行如下步骤：
14、步骤s1：运行前，标定声发射传感器采集信号；
15、步骤s2：运行中，数据采集器实时采集声发射传感器所反馈的信号，分析采集到的信号的均方根；
16、步骤s3：分析数据采集器获得的均方根数据和控制送粉器的粉末输送量，获取粉末流量信息、控制送粉器的粉末输送量信息；
17、步骤s4：根据粉末流量信息、控制送粉器的粉末输送量信息，获取粉末流量监测结果信息。
18、优选地，所述步骤s2中均方根表达式为：
19、
20、其中，rms为均方根，xi为第i个采样点幅值，n为此均方根采用的数据点个数。
21、优选地，所述步骤s4包括：步骤s4.1：根据粉末流量信息、控制送粉器的粉末输送量信息，通过声发射传感器接收送粉管内的声发射信号，并根据声发射信号的变化标定不同粉末流量下声发射信号均方根的变化，拟合声发射信号均方根与粉末流量的关系曲线，获取关系曲线信息。
22、优选地，所述步骤s4包括：步骤s4.2：根据关系曲线结果信息，获取粉末流量检测结果信息。
23、优选地，所述步骤s4.2包括：步骤s4.2.1：根据关系曲线结果信息，检测过程中发现送粉量变化后及时调整送粉器的送粉量，获取粉末流量检测结果信息。
24、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
25、(1)本专利技术能够检测激光送粉增材制造设备加工过程中粉末流量，通过量化粉末流量参数，提高设备加工稳定性和质量；
26、(2)本专利技术效率高，成本低，安装简易，相较于基于视觉的激光粉末床熔融过程超高缺陷监测方法具有明显的优势。
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1.一种基于声发射的粉末流量监测装置，其特征在于，包括：送粉器(1)、送粉管(2)、传感器支架(3)、声发射传感器(4)以及数据采集器(5)；
2.根据权利要求1所述的基于声发射的粉末流量监测装置，其特征在于，还包括：IPC工控机(6)；
3.根据权利要求1所述的基于声发射的粉末流量监测装置，其特征在于，所述送粉管(2)采用PVC送粉管。
4.根据权利要求1所述的基于声发射的粉末流量监测装置，其特征在于，所述声发射传感器(4)为压电陶瓷换能器。
5.根据权利要求1所述的基于声发射的粉末流量监测装置，其特征在于，所述传感器支架(3)靠近激光粉末头。
6.一种基于声发射的粉末流量监测方法，其特征在于，采用权利要求1-5中任一项所述的基于声发射的粉末流量监测装置，执行如下步骤：
7.根据权利要求6所述的基于声发射的粉末流量监测方法，其特征在于，所述步骤S2中均方根表达式为：
8.根据权利要求6所述的基于声发射的粉末流量监测方法，其特征在于，所述步骤S4包括：步骤S4.1：根据粉末流量信息、控制送粉器的粉
9.根据权利要求8所述的基于声发射的粉末流量监测方法，其特征在于，所述步骤S4包括：步骤S4.2：根据关系曲线结果信息，获取粉末流量检测结果信息。
10.根据权利要求9所述的基于声发射的粉末流量监测方法，其特征在于，所述步骤S4.2包括：步骤S4.2.1：根据关系曲线结果信息，检测过程中发现送粉量变化后及时调整送粉器的送粉量，获取粉末流量检测结果信息。
...【技术特征摘要】
1.一种基于声发射的粉末流量监测装置，其特征在于，包括：送粉器(1)、送粉管(2)、传感器支架(3)、声发射传感器(4)以及数据采集器(5)；
2.根据权利要求1所述的基于声发射的粉末流量监测装置，其特征在于，还包括：ipc工控机(6)；
3.根据权利要求1所述的基于声发射的粉末流量监测装置，其特征在于，所述送粉管(2)采用pvc送粉管。
4.根据权利要求1所述的基于声发射的粉末流量监测装置，其特征在于，所述声发射传感器(4)为压电陶瓷换能器。
5.根据权利要求1所述的基于声发射的粉末流量监测装置，其特征在于，所述传感器支架(3)靠近激光粉末头。
6.一种基于声发射的粉末流量监测方法，其特征在于，采用权利要求1-5中任一项所述的基于声发射的粉末流量监测装置，执行如下步骤：
7.根据权利要求6所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵凯，张英杰，干振华，郝云波，齐超琪，
申请(专利权)人：上海航天设备制造总厂有限公司，
类型：发明
国别省市：
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