对激光立体成形过程中熔池温度场进行监测,可以及时反映熔池的冶金过程,确保熔池物理反应过程的正常进行,对最终的成形结果具有非常大的意义。针对目前激光熔池温度检测主要局限于红外测温仪、红外热像仪的现状,开发研制了一套基于高速黑白CCD的激光熔池温度场监测系统。通过灰度——温度的转换,将采集得到的激光熔池灰度图片转化为经过伪彩标定的温度场二维分布图,使得检测更为直观、全面。课题分析了目前利用CCD对高温温度场监测的研究现状,其理论大多建立在比色测温的基础上,课题中使用的单色摄像机利用比色测温需将窄带滤光片交替置于光路中,步骤比较繁琐,且容易出现问题。因此课题在使用单片窄带滤光片的前提下,通过一定假设,建立了适用于黑白CCD的激光测量温度场理论模型。本文利用黑白高速CCD采集激光熔池图片,依据辐射理论初步建立与灰度直接对应的测量温度场模型,以红外测温仪为基准对温度场模型进行温度标定,确定温度——灰度对应关系,并通过扫描试验对其误差进行判定。以CCD自带的SDK开发包为平台,以VC++为编程语言,结合中值滤波、伪彩色显示、图像剪裁等数字图像处理技术,设计了专用于激光熔池温度场监测的配套软件。经过定点熔凝、单道熔覆试验验证,表明该系统能实时反映激光熔池的动态特征,以及温度场的二维分布。在圆柱堆积试验过程中,依照测温系统软件显示的熔池温度场温度变化情况,相应调节激光功率,有效防止了加工过程中过熔或欠熔现象的发生,成形件内外表面光滑,成形质量较好。进一步完善后,该测温系统可成为激光制造中熔池温度在线检测的有用技术。