Impac IN 140/5-L光学高温计：激光增材石英玻璃熔池温度测量与控制

在激光增材制造过程中，熔池温度的精准控制对石英玻璃的质量至关重要。通过研究激光功率与熔池温度之间的关系，采用光学高温计进行实时监测，并结合PID控制算法实现了闭环温度控制。实验表明，该控制系统能够有效维持熔池温度的稳定，从而提高了石英玻璃的增材质量。

激光增材制造技术广泛应用于材料加工，特别是在玻璃和陶瓷等高性能材料的加工中。石英玻璃具有较高的熔化温度和良好的透明性，因此在增材制造中需要精确控制其熔池温度，以避免过热或温度不足所引发的质量问题。熔池温度不仅影响玻璃的熔化过程，也直接关系到最终产品的结构和性能。因此，研究石英玻璃熔池的温度测量与控制方法显得尤为重要。

测温对象与设备

在本研究中，测量对象是石英玻璃的熔池温度。石英玻璃为无定形材料，软化温度约为1576°C，沸点为2226°C。为了确保增材制造过程中玻璃的稳定性，需要对熔池温度进行严格控制。

实验采用了Impac IN 140/5-L（LumaSense，上海明策电子）单色光学高温计，适用于中红外波段，能够精确测量石英玻璃的温度。该温度计的波长范围为5.14 μm，能有效检测石英玻璃在增材制造过程中的温度变化。温度计被安装在实验装置的侧轴上，实时监测熔池区域的温度，并将数据传输至计算机进行处理和控制。

温度控制机制

激光增材制造中的温度控制采用了闭环反馈系统。通过实时测量熔池温度，并将测得的温度值传递给控制器，控制系统根据目标温度和实际测量值之间的差异，调整激光功率输出，从而确保熔池温度稳定在预定范围内。

实验中，激光功率、平台移动速度以及送丝速度等参数都进行了严格的控制。Impac IN 140/5-L红外测温仪实时测量熔池温度，并将数据反馈给控制系统，根据误差值调整激光功率，保持温度稳定。

激光增材制造中石英玻璃熔池温度的实时测量与闭环控制方法。通过采用光学高温计和PID控制策略，成功地实现了温度的精确控制，提高了增材制造过程中石英玻璃的质量。未来，可以通过进一步优化控制算法，提升系统的精度和稳定性，以适应更复杂的制造需求。