根据输送粉末的特性和要求,基于不同的原理,有不同类型的送粉器[6]，主要有：
基于气体动力学的送粉原理,如刮吸式送粉器：
基于机械力学的送粉原理,如螺旋式送粉器：
基于超声振动的送粉原理,如毛细管式送粉器：
基于电磁振动力学的送粉原理,如磁珠激励振动式送粉器：
基于转动碎团的送粉原理,如研磨转针式送粉器；基于转动研磨的送粉原理,如转动刷式送粉器。
（1）刮吸式送粉器
刮吸式送粉器（如下图所示）主要由存储粉末的漏斗状容器、转盘、刮板、吸块、吸块座、载流气体入口等组成，转盘上刻有一定宽度的环形沟槽，并由电机带动转动，刮板将粉末推进到转盘的环形沟槽内，被输送粉末的会均匀分布在环形沟槽内，粉末的输送量由刮板的形状、尺寸和转盘的转速控制，存储粉末的容器、转盘、刮块、吸块处于有载流气体的密封仓内，载流气体通过吸块及吸块座将粉末以流动的形式从下部送出，载流气体只起到输送的作用，只要载流气体气流量大于某一个数值，粉末的输送速率就不会受载流气体流量的影响。
图1-2刮吸式送粉器图1-3螺旋式送粉器
这种类型的送粉器是基于气体动力学原理，通过气体的吸取传送粉末，这种送粉器只能传送干粉，且粉末的形状要为圆形，粉末的直径应大于20pm，单位时间的粉末输送童是通过更换不同的转盘、刮板、吸块实现的，单位时间的粉末输送量不能连续控制。
（2）螺旋式送粉器
螺旋式送粉器由存储粉末的仓斗、螺旋杆及圆管、混合器、振动器等组成（见图1-3）.螺旋杆置于仓斗的底部，由电机驱动旋转，打散处于螺纹间的粉末，并将粉末传送到混合器中.为确保被传送的粉末在仓斗底部能处于级纹间，在存储粉末的仓斗底部有一个作周期性展动的振动器.混合器中的载流气体将粉末以流体的形式送出.存储粉末的仓斗、螺旋杆及圃管、混合器处于有载流气体的密封仓内.粉末的输送速率由带动螺旋杆转动的电机转速决定.这种送粉器能传送尺寸大于15µm的粉末，粉末的输送速率为10-150g/min。
螺旋式送粉器基于机械学原理，通过机械的推力传送粉末，这种送粉器对所传送粉末的干湿度、形状都没有限制，传送粉末的直径比刮吸式送粉器的小，一般应大于15µm，单位时间的粉末传送量是通过更换不同的螺旋杆及控制电机转速实现的，能实现连续控制，但这种送粉器由于采用螺旋杆的螺纹间隙传送粉末，单位时间粉末的输送盆不能很低，且在一套送粉仪上一般只配置一个送粉器，不能将两种不同材料的粉末混合传送.
（3）转盘式送粉器
转盘刮板式送粉器使用一个特殊形状的刮擦板推旋转盘上的粉末来控制粉的流速.旋转盘通过一个环状槽与直流电机相连粉斗里粉末的静态压力、环状槽的宽度，刮擦板的形状和位置使剂量盘上的粉末均匀分布.这使粉的流速只与电机相对剂量盘的转动圈数有关.剂量腔外的一个注射器使粉末与传送气体相混合而输出.送粉颗粒直径大于20µm。
1-4.毛细管送粉器图1-5.毛细管送粉器
相对于上述两种送粉器，转盘式有了很大优势，可以控制速率，并且可以实现混合粉末的输送，但是在粉末类型上，仍有一定的限制，只能输送干粉。
（4）.毛细管送粉器
毛细管送粉器主要是使用一个震动的毛细管来送粉（见图4）.震动主要是为了分离微粒.该送粉器由一个超声波发生器、一个带漏斗的毛细管、一个盛水的容器组成.电源驱动超声波发生器产生超声波，用水来传送超声波粉末存储在毛细管上面的漏斗里，毛细管在水面下面.粉末由展动打散，由重力场传送.送粉颗粒直径为0.4µm
（5）消磨针式送粉器
如图1－6所示，电机驱动两排磨针做相对圆周运动，传递气体和粉末通过管道导入由磨针组成的第一个分散区，它由两个做相对转动的薄板组成，板上开空，相距约0.2mm，小的颗粒可以一次通过这个区域，大的颗粒则被运回。
送粉颗粒直径为1.2μm。
图1-6消磨针式送粉器图1-7转刷式送粉器
（6）转刷式送粉器
该送粉器包括两部分：
漏斗和柱状的转动刷。
漏斗主要用于送粉，漏斗外部箍一个圆形环，该环与电机相连，使漏斗的一个壁做周期性变形防止粉末流动不畅。
送粉器与漏斗底部相连，腔内有一个可以转动的刷子，刷子将团聚的粉末打散并送到出口处。
送粉颗粒直径为0.65微米（如图1－7所示）
2.2送粉器的性能分析比较
这几种送粉器的原理不同，在实际应用加工中，也表现出各自的优缺点。
（1）螺旋式送粉器，这种送粉器比较适合小颗粒粉末输送,工作中输送均匀，连续性和稳定性高，并且这种送粉方式，对粉末的干湿度没有要求，可以输送稍微潮湿的粉末。
但是不适用于大颗粒粉末的输送，容易堵塞。
由于是靠螺纹的间隙送粉，送粉量不能太小，所以很难实现精密激光熔覆加工中所要求的微量送粉，并且不适合输送不同材料的粉末。
（2）转盘式送粉器，是基于气体动力学原理，通入的气体作为载流气体进行粉末输送，这种送粉器适合球形粉末的输送，并且不同材料的粉末可以混合输送，最小粉末输送率可1g/min。
但是对其他形状的粉末输送效果不好，工作时送粉率不可控，并且对粉末的干燥程度要求高，稍微潮湿的粉末，会使送粉的连续性和均匀性降低。
（3）刮板式送粉器，对于颗粒较大的粉末流动性好，易于传输。
但在输送颗粒较小的粉末时，容易团聚，流动性较差，送粉的连续性和均匀性差，容易造成出粉管口堵塞。
（4）毛细管送粉器，这种送粉器能输送的粉末直径大于0.4um。
粉末输送率可以达到≤1g/min。
能够在一定程度上实现精密熔覆中要求的微量送粉，但是它是靠自身的重力输送粉末，必须是干燥的粉末，否则容易堵塞，送粉的重复性和稳定性差，对于不规则的粉末输送，输送时在毛细管中容易堵，所以只适合于圆形粉末的输送。
（5）鼓轮式送粉器，其工作原理是基于重力场，对于颗粒比较大的粉末，因其流动性好能够连续送粉，并且机构简单。
由于它是通过送粉轮上的粉勺输送粉末，对粉末的干燥度要求高，微湿的粉末和超细粉末容易堵塞粉勺，使送粉不稳定，精度降低。
（6）电磁振动送粉器，是基于机械力学和气体动力学原理工作的，反映灵敏，由于是用气体做为载流体将粉末输出，所以对粉末的干燥程度要求高，微湿粉末会造成送粉的重复性差。
并且对于超细粉末的输送不稳定，在出粉管处超细粉末容易团聚，发生堵塞。
（7）沸腾式送粉器，是基于气固两相流原理设计的。
工作时，载流气体在气体流化区域直接将粉末吹出送至激光熔池。
但是，同样要求所送粉末干燥。
沸腾式送粉器对于粉末的流化和吹送都是通过气体来完成的，所以避免了前面螺旋式，刮板式等粉末与送粉器元件的机械摩擦，对粉末的粒度和形状有较宽的适用范围。
气流对粉末利用率的影响:
从激光与粉末材料的相互作用看，无论是预置式还是送粉式激光熔敷，都存在一个粉末利用率的问题,对于气动送粉方式来说，粉末未被利用部分包括：
粉末在与激光相互作用时，因加热温度过高而被烧损或加热温度过低无法充分熔化的部分；气流的作用使粉末飞溅，没有与激光束相互作用的部分。
影响粉末利用率的因素很多，如粉末的材料性能、光束的形状与尺寸（光斑直径或矩形光斑/激光功率、送粉率/扫描速度、基材特性等而在气动送粉激光熔敷中，气流量对粉末利用率的影响是最为显著的.因此，针对这样的特点，基于不同气流量条件下，观测了前述的3种超细合金粉末的粉末利用情况从这3种超细粉末的粉末利用率的曲线图来看,粉末利用率随着气流增大下降比前两者都,这与它的密度较小有关。
2.3国内外控制系统比较
激光技术是高新科技的重要组成部分之一，是20世纪科技发展的重要标志，是现代信息社会光电子技术重要的支柱技术之一，各国对其发展都有高度的重视，80年代以来，不少国家和政府都把激光技术列入国家发展计划，如美国的“激光核聚变计划”、德国的“激光2000”、英国的“阿维尔计划”和日本的“激光研究五年计划”等等。
这些计划的实施使激光技术得到迅速的发展，并且已经形成了一个生机勃勃的新兴产业，与此同时，激光技术的不断发展也大大促进了多种学科、多种技术和多种生产水平的进步和提高，产生了很大影响，引起人们广泛注意。
激光应用于材料加工、修补等，如激光打孔、激光切割、激光焊接、激光热处理、激光修磨、激光微细加工、激光熔敷等，解决了许多当前常规方法难以解决的难题，大大提高了工作效率和加工质量，这一当前新兴的先进制造和加工技术统称为激光加工技术，而随着其发展，相应地产生了新型的加工产业，这种新的加工技术和手段已经广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等国民经济的重要部门，对于提高产品质量、自动化程度、劳动生产率、劳动者素质，降低或消除污染，减少材料消耗等都起到越来越重要的作用。
目前，大多的发达国家的加工业，已逐渐进入了激光加工时代。
目前国内外对激光再制造过程的闭环控制研究主要包括[16]：
激光参量和光束质量、熔池温度、熔覆层高度、熔池形状变化以及送粉速度监测与控制。
送粉器实现闭环控制是激光再制造过程闭环控制的重要一项，是实现激光再制造的前提条件之一。
随着对再制造过程中熔覆层的加工精度和质量要求的提高，要求送粉器能根据工艺要求实现快速精确的实时闭环控制。
在国内，最初采用的是直流电机简单的通过旋转电位器调整给定电压，实现电机转速的控制，这种方法控制简单，精度不高，送粉量重复性不好。
华中科技大学的黄为[17]，采用单片机控制步进电机实现对送粉量的调节。
实验采用的粉末是Ni60,粉末粒度大小200-320目。
送粉前在80度的热处理炉中保温10分钟除湿。
送粉量3-22g/min。
该送粉器实现了对步进电机的精确控制，从而能比较理想的调节送粉率，但是送粉器的控制系统没有反馈监测，送粉器工作过程中受到干扰因素影响，不能进行在线调节，影响送粉的重复性。
沈阳航空工业学院的于福鑫[18]，在刮吸式送粉器基础之上，采用PC和运动控制卡的方式建立送粉器的控制系统，运动控制卡使用PCI-1240。
工作过程中由运动控制卡发送脉冲和方向信号到步进电机驱动器，驱动器将脉冲信号转化为角位移，以此调节送粉器的送粉率。
虽然这种方式便于激光加工系统的集成，但没有反馈监测实际送粉率的误差达到20%左右，通过修正系数修正后相对误差也达到3%。
华中科技大学的贺玉昌博士[19]，在现有刮板式送粉器基础上，采用单片机控制步进电机来控制转盘，通过辅助气体的作用经过送粉管送至测量管道，在测量管道测出粉末流量进行反馈调节。
微量传感器的测量精度
%，测量范围0.1-30g。
送粉量的调节范围4-180g/min,粉末利用率：
93.2%。
清华大学的宁国庆[16]，在实验室研制的THPF-1型自动送粉器上，通过CNC数控平台实现闭环控制送粉电机对送粉量的反馈调节是由检测到熔覆层厚度进行控制。
它是采用红外高度传感器检测熔覆感度，检测到凸起点后，在凸起点降低送粉量，在正常点保持设定的送粉量。
但是从检测到凸点到反馈控制调节，存在较长的时间延迟，当送粉量调节好，凸点已经过去，所以这种控制方法存在明显的滞后性。
所以在实验中，采取了前一熔覆层先记录下凸点，在下一层根据前一层的记录数据提前给出送粉量的控制信号，来抵消这种时间延迟，粉末能正好到达凸起点的熔池。
提前量要根据扫描速度，总的延迟时间，控制系统的周期等等，比较容易产生误差。
在国外，德国B.Grunenwald等建立的控制系统，用直流马达环行滑道的旋转圆盘送粉器，使用贴有感量20-100mg应变规的天平称量送粉量，其电信号经放大器处理后由A/D卡到达人控计算机，经由专用软件控制送粉率，事先测出每种熔覆粉末的标定因子，获得送粉率和马达转速的关系，从而实现闭环控制[20]。
采用此控制技术送粉率脉动量都在允许值5%以内。
英国L.Li和W.M.Steen提出的送粉器闭环控制系统[21]，使送粉率波动的控制精确度进一步提高，达到2%左右，其关键技术是在气路中安装了一个小型压力传感器，他有4个压敏电阻的薄膜电桥，当薄膜在在粉末流的作用下变形，电压值改变，相应时间约1毫秒，传感器的信号与粉末流速度成正比，通过标定实验确定标定因子，实现反馈控制。
在此控制系统中传感器的性能直接影响反馈控制的效果。
atsusaka和MotohiroUrakaw[22]设计的毛细管式送粉器，是通过毛细管的振动来输送粉末，但是送粉率不可控制。
AmitSuri和MasayukiHorio所实验的送粉器[23]，一路气体对粉末进行沸腾使之落入下部管道，另一路气体运输降下的颗粒，通过两路气流能够更好地控制送粉量。
综上所述，国内用于激光再制造的送粉器控制系统主要是开环控制，而国外则采用了反馈控制，实现了送粉器的闭环控制。
国内用于激光再制造的送粉器多为机械式送粉与气动式送粉，或两者的结合；国外由Wen和Simon在1959年便开始使用沸腾原理进行粉末输送，而沸腾式送粉器用于激光再制造加工，也是伴随着激光加工领域的发展而发展起来的。
如今Sulzer公司生产的沸腾式送粉器主要用于喷涂加工系统中，但其送粉量较大，且反馈速度较慢。
因此设计一种结构简单，送粉量小，送粉均匀连续，可以输送不同粉末，便于拆装清理与控制，并且粉末储藏量对于送粉影响小的送粉器，对激光再制造加工来说有着重要意义。
3送粉器的相关理论
3.1各种控制系统设计列举与对比
3.1.1PLC
PLC作为一种成本低廉、运动范围广、效率高的控制器，有着良好的控制性能和较为简单的控制方法，且由于其可编程性，易于修改扩展。
PLC的CPU采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触电（包括其常开或常闭触电）不会立即动作，而是必须等扫描到该触电时才会动作。
为了消除继电气控制与PLC控制之间由于运行方式不同而造成的差异，考虑到继电器控制装置各类触电的动作时间一般在100ms以上，而PLC扫描用户程序的时间一般均小于100ms，因此PLC采用了一种不同于一般微型计算机的运行方式——扫描技术[41,42]。
当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。
完成上述三个阶段称作一个扫描周期。
在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
3.2.2采用PC和运动控制卡的方式建立送粉器控制系统
如图为采用PC和运动控制卡的方式建立送粉器控制系统，运动控制卡使用PCI一1240，此卡基于PCI总线技术，可进行独立4轴步进／脉冲型伺服电机控制，具有实时性高、占用系统资源少等特点，同时提供了Windows的DLL驱动程序，可在VB、VC等环境下开发出符合现场需求的实用程序
如图4为采用PC和运动控制卡的方式建立送粉器控制系统，运动控制卡使用PCI一1240，此卡基于PCI总线技术，可进行独立4轴步进／脉冲型伺服电机控制，具有实时性高、占用系统资源少等特点，同时提供了Windows的DLL驱动程序，可在VB、VC等环境下开发出符合现场需求的实用程序。
3.2.3采用单片机控制系统
图5采用单片机的控制系统
如图5所示，在设计以S52为核心的送粉器控制电路时。
为了实现独立高精度地控制3个送粉桶。
需要提供3路独立的可调脉冲频率信号。
89S52单片机不具备这样的功能。
此设计提出的方案是单片机扩展模数转换器。
然后将输出的模拟量经过V/F转换得到可控的脉冲频率信号。
这样就可以解决单片机资源不足的问题。
此设计采用了4通道8位串行D/A转换器TLC5620。
此模数转换器具有4路独立的模拟量转换通道。
且参考电压分别独立，建立时间较短，能满足设计的要求。
TLC5620与单片机的接口简单。
采用3线制连接。
而且编程容易，仅需要几条指令就可以完成D/A功能。
单片机的设定数值经过串行D/A转换成模拟量后，先经过电压跟随，增加其驱动能力，然后输入到V/F转换器AD654中，将模拟信号转换成对应的频率信号，这样就可以控制送粉器的电机。
采用单片机控制的控制电路大多大同小异，如下图6采用C8051F020单片机控制的送粉器控制系统。
图6采用C8051F020单片机的送粉器控制电路
PIC16F676单片机控制电路（如图7），我们采用的方案是利用PIC系列的单片机来实现对步进电机的控制。
控制系统是单片微机，选用CSS公司的C语言编译器进行程序编程，执行元件为步进电机。
图7控制系统原理图
PIC系列的单片微机是美国Microchip公司开发的微处理器芯片。
它的系统结构简单，集成度高，可靠性高，处理功能强，价格便宜，有丰富的外围接口芯片，可方便地构成功能强、成本低的步进电机控制器。
因此，PIC所设计控制系统，具有集成度高，系统结构简单，使用方便，可进行模块化设计，可靠性高，速度快，能耗小等优势。
采用DSP信号处理器，DSP是某种特定功能得到强化的单片机，是一种特别适合于进行数字
信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。
查阅一种DSP在温度闭环控制系统中的应用，釆用TI公司生产的TMS320LF2407A作为主控制器,选用数字温度传感器DS18B20采集温度,使用继电器模块调节控制半导体制冷器加热或是制冷,软件设计釆用自适应模糊PID控制算法来提高系统的控制精度和响应速度,DSP与外部器件的通信通过编写接口程序实现。
用户通过控制面板设定便携式恒温培养箱的温度值,DS18B20将测得的温度模拟量转换成数字信号直接送给DSP控制器,与设定温度比较后得到的差值作为模糊PID控制程序的输入变量,经过计算并产生控制量,在经过EVB中的PWM转换成为模拟量,它控制继电器模块的开启和闭合,即给TEC1供电,进而改变TEC1的平均加热功率来调节便携式恒温培养箱的温度值达到设定值。
基于DSP模糊PIP恒温培养箱温度控制系统的研究当温度高于设定的温度值时,继电器关闭TEC1,启TEC2并进行制冷降温。
如此往复,将温度控制在所期望的温度值上。
LCD12864可以显示实际测量得到的温度值。
当系统运行出现问题时,可以通过复位电路及时复位系统,从而避免对便携式恒温培养箱造成严重损坏。
恒温培养箱温度控制系统
4目前存在问题和前景展望
4.1研究内容及拟解决的问题
激光再制造技术既不同于一般的光固化立体造型,也不是简单的选区激光烧结,而是将选区激光烧结快速成型技术与纳米科学技术、激光技术、计算机控制技术结合起来,应用分层制造思想,利用高能激光束将纳米相粉熔敷于基体表面,使CAD模型直接成任意形状的功能部件,从而实现从设计图到功能部件的快速制造,是真正意义上的快速成型[13].这一技术的优势在于极大地缩短了功能部件地开发生产时间,减少了生产费用。
在激光再制造技术中，激光熔敷是其基础，激光熔敷是利用高能密度的激光束所产生的快速冷凝过程，在基材相互融合的且具有完全不同成分与性能的合金熔敷层，激光打在机体表面，高温使基体局部融化形成熔池，合金粉末落入熔池被融化，同时又快速冷却却与基体一起形成熔敷层。
熔敷层质量的好坏，不仅取决于材料的特性和激光工艺参数，而且与落入熔池内的粉末均匀性关系密切。
一个完整而又配套的送粉器对于整个加工过程的成败来说是十分重要的，因此送粉器的研发必须根据所加工的零件的具体情况来具体分析，送粉器的功能是按照工艺要求来制定的，例如加工部位必须均匀、准确地输送粉末，从另一方面来说，送粉器的性能与熔敷层的质量、表面粗糙度等有着直接影响，如果送粉器的送粉性能不好，可能导致熔敷层厚度不均匀、结合强度不高等。
就目前来讲，研究较多的是流化式送粉器和载气式送粉器，载气式送粉器主要是依靠动能使粉末均匀、稳定地输送出来，以气体分散和运输为辅助，使粉末不易结块并流畅运输，并且重点解决了立体送粉、均匀送粉、密封送粉、防止氧化及受潮和粉末打散问题。
4.2前景展望
随着激光熔覆技术的快速发展，送粉器作为熔覆设备的核心元件之一，也得到了广泛的研究。
目前，国内外对送粉器的研制目标是将送粉器工作时的连续性、
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