非对称等离子体弧温度场三维重建

等离子体加工技术在处理各类难加工材料的成形与制备方面备受关注,其温度特性是影响加工质量的决定性因素。针对现有温度特性研究大多在弧径向对称的假设前提下完成的问题,提出了一种基于灰度值的非对称等离子体弧温度场三维重建方法。基于灰度值对非对称等离子体弧形貌进行三维重构,重构结果与温度场的定性分布存在对应关系;利用自行设计的黑体炉对比色测温公式进行参数标定,通过比色测温原理得到等离子体弧图像中灰度值与温度的对应关系;将计算得到的温度值代入形貌模型,完成等离子体弧温度场的三维重建。研究结果描述了等离子体弧温度的分布情况,实现对非对称等离子体弧温度场的非接触测量,可为等离子体加工技术的温度控制提供指导。

基于灰度值的非对称等离子体弧形貌的三维重建

等离子体加工技术在处理各类难加工材料的成形与制备方面备受关注,其温度特性是影响加工质量的决定性因素。针对现有温度特性研究大多在弧径向对称的假设前提下间隔采样测量完成的问题,提出了一种基于灰度值的非对称等离子体弧形貌三维重建方法。首先,基于自行设计的图像采集系统,给出了CCD空间布置方案,同步获取了360°方向上加工过程中的等离子体弧数字图像;然后,对采集图像进行了灰度化、直方图均衡化、滤波去噪以及灰度等值线提取等预处理,以获得良好的视觉场和测量效果;最后,取内六层灰度等值线进行了基于立体匹配和插值重构的数值模拟,建立了与温度场存在相关性的等离子体弧形貌三维模型。研究结果定性地描述了等离子体弧温度场的分布情况,实现了等离子体弧形貌的非接触测量,得到了加工过程中等离子体弧的真实形貌。