本發明涉及一種傳感器保護裝置，尤其涉及一種用于金屬3d打印建造過程的傳感器保護裝置。
背景技術：
近年來，科技革命與產業變革促使3d打印行業快速發展，作為工業4.0時代最具發展前景的制造技術之一，各個國家紛紛將其作為未來產業發展新增長點加以培育，形成了以軟件、硬件、服務、共享為主線的3d打印產業價值鏈。特別是金屬3d打印裝備制造領域迅猛發展，形成了多模態數據集、多學科交互應用的新技術趨勢。新興技術的應用必然產生新技術應用環境下的技術需求。本發明即是傳感器感知元件在新應用環境下的研究創新型技術應用。
金屬3d打印技術是通過選擇性燒結熔化金屬粉末進行積層建造的增材制造技術。金屬粉末在燒結熔化過程中，需要進行抗氧化保護、去除建造過程煙塵雜質、搭建基礎溫度等技術約束，這就要求金屬3d打印裝備功能配置具備上述條件。建造過程應具備針對技術約束進行實時監測、反饋、處置的功能。抗氧化的保護措施通常采用氮氣(n2)、氬氣(ar)等惰性氣體進行建造過程保護，煙塵處理通常采用循環凈化處理裝置，過濾粉塵、增壓返回維持建造過程環境壓力穩定。一般地，過程中需采用氧含量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等，進行建造環境參數變量的監測與控制。
3d打印技術即是層疊疊加建造過程技術。一般地，建造層厚為20um～80um，建造一個零件所需的制造周期較長。連續建造過程應具備高可靠性能要求，維持穩定可靠的建造環境，使建造成形件的幾何精度與產品性能穩定可控。在使用過程中，較為突出的問題是傳感器故障、老化、失效等異常；對于上述問題極易造成制造過程中控制數據缺失，控制程序失常，成形件性能評價缺乏依據，乃至控制程序誤動作造成更大的損失等。
建造環境技術指標是金屬3d打印成形技術的重要參數。包含了基礎溫度控制、保護氣氛氧含量控制、成形建造空間壓力控制、成形建造區域內風場控制、濕度控制等。為了維護各項技術指標的穩定可控，需要一個密封的建造圍構空間。該空間的特定區域設計了成形建造區域，該區域需要潔凈的(經過凈化處理過的)惰性氣體，以一定的速度吹掃，去除3d打印過程中產生的煙塵等雜質異物，確保成形件的物理性能。
低氧含量的惰性氣氛工藝約束是建造環境約束的重要條件之一。在建造空間內，一般地，需要穩定壓力下的惰性氣體保護氣氛，壓力范圍維持在50mbar至150mbar之間，保持穩定惰性氣氛狀態。同時，因建造過程產生的煙塵、雜質、飛濺物等需要凈化處理，在有效成形建造范圍內，進行循環風吹掃激勵，帶走影響成形件組織性能的有害物質。從而產生了氣流擾動，使得微細粉末無規則碰撞流動。在整個成形圍構空間內，形成了以微細粉末為主的，包含了氧化物煙塵的混合氣體氣氛，混亂而無規則的運動狀態，對整個圍構內接觸到的任何位置，其中也包含了主動測量檢測用的傳感器元件，這對傳感器壽命與精度產生了不良影響。
針對上述問題，在3d打印領域急需一種傳感器保護裝置。
技術實現要素：
為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種傳感器保護裝置，實現凈化傳感器檢測區域內環境，吸附氧化物煙塵，確保傳感器檢測精度，延長傳感器使用壽命。
本發明提供一種傳感器保護裝置，包括保護裝置，所述的保護裝置安裝于頂板一側，傳感器安裝于頂板另一側；所述的頂板上設有通槽；所述的保護裝置籠罩所述的通槽，所述的傳感器的檢測探頭接觸所述的通槽內的檢測氣體；所述的保護裝置設有導向通道、捕捉裝置、檢測腔，所述的導向通道與保護裝置外部環境連通，所述的捕捉裝置與所述的導向通道連通；所述的導向通道將氣體疏導至所述的捕捉裝置；所述的捕捉裝置捕捉雜質；經捕捉后的氣體流至所述的檢測腔；所述的檢測腔與所述的通槽連通。
進一步地，所述的保護裝置包括遮擋件、折返件、捕捉濾袋；所述的折返件固定安裝于所述的頂板上；所述的遮擋件套設于所述的折返件外；所述的捕捉裝置具體為所述的捕捉濾袋，所述的遮擋件的遮擋內壁與所述的折返件的折返外壁形成所述的導向通道；所述的折返件的檢測內壁與所述的捕捉濾袋上方區域形成所述的檢測腔。
進一步地，所述的捕捉濾袋由針刺氈材料制成。
進一步地，所述的保護裝置還包括調節螺釘；所述的遮擋件與所述的折返件通過所述的調節螺釘固定連接；所述的調節螺釘設有調節塊；所述的調節塊抵觸所述的遮擋件與所述的折返件。
進一步地，所述的捕捉濾袋與所述的遮擋件通過螺紋連接。
進一步地，所述的保護裝置還包括彈性卡圈；所述的捕捉濾袋與所述的遮擋件通過所述的彈性卡圈固定。
進一步地，所述的遮擋內壁輪廓為折線；所述的導向通道入口口徑小于等于所述的導向通道出口口徑。
相比現有技術，本發明的有益效果在于：
本發明一種傳感器保護裝置包括保護裝置，保護裝置安裝于頂板一側，傳感器安裝于頂板另一側；頂板上設有通槽；保護裝置籠罩通槽，傳感器的檢測探頭接觸通槽內的檢測氣體；保護裝置設有導向通道、捕捉裝置、檢測腔，導向通道與環境連通，捕捉裝置與導向通道連通；導向通道將氣體疏導至捕捉裝置；捕捉裝置捕捉雜質；經捕捉后的氣體流至檢測腔；檢測腔與通槽連通。本發明采用導向通道將進入保護裝置的顆粒導向至捕捉裝置捕捉，實現凈化傳感器檢測區域內環境，吸附氧化物煙塵，確保傳感器檢測精度，延長傳感器使用壽命。本發明通過對建造空間內傳感器采用保護裝置的設定，解決了困擾業內的重大問題。同時，使整個建造過程控制精度大幅提升，提高了金屬粉末床3d打印裝備的運行可靠性；為建造大尺寸復雜難于成形建造的3d打印成形件，提供了重要的基礎保障。
上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。本發明的具體實施方式由以下實施例及其附圖詳細給出。
附圖說明
此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：
圖1為本發明的一種傳感器保護裝置應用結構示意圖；
圖2為本發明的一種傳感器保護裝置應用底部結構示意圖；
圖3為本發明的一種傳感器保護裝置分解結構示意圖；
圖4為本發明的一種傳感器保護裝置局部結構示意圖；
圖5為本發明的一種傳感器保護裝置應用剖面圖；
圖6為本發明的一種傳感器保護裝置應用局部剖面圖；
圖7為本發明的導向通道導向原理示意圖；
附圖中，保護裝置1、捕捉濾袋11、遮擋件12、遮擋內壁121、折返件13、折返外壁131、檢測內壁132、彈性卡圈14、固定螺釘15、調節螺釘16、頂板2、通槽21、傳感器3、傳感器固定板31。
具體實施方式
下面，結合附圖以及具體實施方式，對本發明做進一步描述，需要說明的是，在不相沖突的前提下，以下描述的各實施例之間或各技術特征之間可以任意組合形成新的實施例。
一種傳感器保護裝置1，如圖1-圖6所示，包括保護裝置1，保護裝置1安裝于頂板2一側，傳感器3通過傳感器固定板31安裝于頂板2另一側；頂板2上設有通槽21；保護裝置1籠罩通槽21，傳感器3的檢測探頭接觸通槽21內的檢測氣體；保護裝置1設有導向通道、捕捉裝置、檢測腔，導向通道與保護裝置外部環境連通，捕捉裝置與導向通道連通；導向通道將氣體疏導至捕捉裝置；捕捉裝置捕捉雜質；經捕捉后的氣體流至檢測腔；檢測腔與通槽21連通。
在一具體實施例中，如圖3所示，保護裝置1包括遮擋件12、折返件13、捕捉濾袋11；折返件13通過固定螺釘15固定安裝于頂板2上；遮擋件12套設于折返件13外；捕捉裝置具體為捕捉濾袋11，遮擋件12的遮擋內壁121與折返件13的折返外壁131形成導向通道；折返件13的檢測內壁132與捕捉濾袋11上方區域形成檢測腔。具體的，如圖5、圖6所示，遮擋內壁121輪廓為折線；導向通道入口口徑小于等于導向通道出口口徑，圖6中遮擋內壁121為“八”字形，遮擋內壁121下部呈一外擴斜面。
如圖7所示，為導向通道導向原理示意圖，遮擋件12的遮擋內壁121與折返件13的折返外壁131形成的導向通道，混合氣體中的顆粒物在通過導向通道時，會發生顆粒間的碰撞運動和顆粒與通道壁間的碰撞反彈運動，如圖7中的模擬運動軌跡所示，顆粒間的碰撞后運動方向仍然處于不確定狀態；顆粒與導向通道壁間的碰撞會產生近似鏡像折返方向運動的趨勢，遮擋內壁121的折返側末端設置折返角
a、顆粒間、顆粒與導向通道壁間多次碰撞后，在折返外壁131最后一次反射，向下運動趨勢；
b、通過導向通道末端時，恰好不再發生碰撞，向下運動趨勢；
c、通過導向通道末端時，發生一次遮擋內壁121折返，恰好不再發生碰撞而趨勢向下。
這三種運動方向總體趨勢向下，捕捉濾袋11對雜質進行統一捕捉使其停止不規則運動。
在一具體實施中，捕捉濾袋11由針刺氈材料制成，一般的針刺氈包括滌綸針刺氈、pe針刺氈、玻璃纖維針刺氈等，應當理解，針刺氈僅為結構特性，不因材料特性來限定本發明保護范圍。捕捉濾袋11具備兩種功能，其中一種功能為建造空間內的混合氣體通過捕捉濾袋11進入該保護裝置1內部時，過濾掉混合氣體內部的粉塵顆粒等雜質，使裝置內形成潔凈的氣體組織；另一種功能為捕捉濾袋11的內表面是織物組織表面形貌，對總體方向向下運動的顆粒物，觸碰到捕捉濾袋11內表面后，不再發生反向彈射，起到捕捉混合氣體中的顆粒物的作用，從而，使本裝置內部保持穩定的、潔凈的測量空間，起到保護傳感器免受污染，延長使用壽命的作用。
在一實施例中，如圖4、圖6所示，保護裝置1還包括調節螺釘16；遮擋件12與折返件13通過調節螺釘16固定連接；調節螺釘16設有調節塊；調節塊抵觸遮擋件12與折返件13。通過選擇不同厚度的調節塊調節導向通道入口大小。
在一實施例中，如圖3所示，保護裝置1還包括彈性卡圈14；捕捉濾袋11與遮擋件12通過彈性卡圈14固定。在另一實施例中，捕捉濾袋11與遮擋件12通過螺紋連接。應當理解，遮擋件12、折返件13、捕捉濾袋11可一體制造，因方便捕捉濾袋11拆洗或更換，采用快拆式結構，如上述的彈性卡圈14或螺紋連接，不應實施例中的連接方式限定本發明保護范圍。
在成形建造空間圍構的頂板2上設置傳感器3，如圖1、圖5所示，傳感器3的檢測探頭通過頂板2的通槽21與檢測腔內部相通，監測計量成形檢測腔內的環境指標，實施測量反饋，實施控制過程，最終達到沒有污染傳感器探頭的有害物質；氣氛中氣體流動暢通，能夠保持與建造空間內的指標參數相同；如果有異物進入后，進行捕捉停止。
本發明一種傳感器保護裝置包括保護裝置，保護裝置安裝于頂板一側，傳感器安裝于頂板另一側；頂板上設有通槽；保護裝置籠罩通槽，傳感器的檢測探頭接觸通槽內的檢測氣體；保護裝置設有導向通道、捕捉裝置、檢測腔，導向通道與環境連通，捕捉裝置與導向通道連通；導向通道將氣體疏導至捕捉裝置；捕捉裝置捕捉雜質；經捕捉后的氣體流至檢測腔；檢測腔與通槽連通。本發明采用導向通道將進入保護裝置的顆粒導向至捕捉裝置捕捉，實現凈化傳感器檢測區域內環境，吸附氧化物煙塵，確保傳感器檢測精度，延長傳感器使用壽命。本發明通過對建造空間內傳感器采用保護裝置的設定，解決了困擾業內的重大問題。同時，使整個建造過程控制精度大幅提升，提高了金屬粉末床3d打印裝備的運行可靠性；為建造大尺寸復雜難于成形建造的3d打印成形件，提供了重要的基礎保障。
以上，僅為本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制；凡本行業的普通技術人員均可按說明書附圖所示和以上而順暢地實施本發明；但是,凡熟悉本專業的技術人員在不脫離本發明技術方案范圍內，利用以上所揭示的技術內容而做出的些許更動、修飾與演變的等同變化，均為本發明的等效實施例；同時,凡依據本發明的實質技術對以上實施例所作的任何等同變化的更動、修飾與演變等，均仍屬于本發明的技術方案的保護范圍之內。