太赫兹技术归于一种新式无损检测技术,能够对某些组件及外表进行无损测验剖析。可是这种检查设备,尤其是传感器探头,不只报价昂贵,并且个头不小。
现在,来自于德国弗劳恩霍夫协会的研究人员现已成功试验出一种十分简易方便的传感器探头,其成本价格因而变得更低,设备操作也变得愈加简单。他们研制的第一种传感器探头原型现已被用于在塑料管的出产线上检查管壁的厚度。此外,这种设备还十分适用于剖析纤维复合材料上的涂层等。
这种新式传感器探头将会于2016年4月25至29日在德国汉诺威工业博览会上进行展出。
十多年前,当大家议论最多的还都是人体扫描仪的时,太赫兹技术就被视为“下一个大事件”。科学家们希望运用太赫兹辐射技术研制一种能够用于材料测验与剖析方面的测量系统;尽管大家关于太赫兹技术一向都抱有很大的希望,但太赫兹技术并没有获得大家所期待的发展。与传统的无损检测技术比较,例如X射线检查、超声检查等,太赫兹技术成本太高,设备并不方便。
配套新式传感器探头的测量系统
现在,德国柏林的弗劳恩霍夫海因里希赫兹研究所在太赫兹技术方面获得了一项跨越式的前进。由该研究所里Thorsten G?bel领导的太赫兹技术研究小组现已成功的研发出首例规范太赫兹设备,并且成本更低,操作更为简洁。
弗劳恩霍夫海因里希赫兹研究所激发太赫兹辐射的原理是根据一种光电办法;经过运用一种特别的半导体,激光脉冲被转换成太赫兹电脉冲。而曾经太赫兹技术一向没有获得实质性成功的因素首要就在于这种特别半导体需求具有一些特别的性质。
“我们研发了一种半导体材料,能够被波长为1.5微米摆布的激光影响,” G?bel说道:“在光通信领域中,这是一种规范波长,这也是为何商场上有那么多性价高的光学组件和激光器”。
可是,要研发一种能够用于材料测验方面,且成本较低、操作简易的太赫兹系统依然存在一个大妨碍——迄今为止,用于扫描待测验组件的传感器探头太大并且不方便使用。主要是太赫兹发射器和接纳器是两个独立的组件,必需求精确的安装在套管里。这种排列的主要缺陷在于测验样品只能在一个视点上进行测量。所以测量目标有必要精确的放置在接纳器和发射器的焦点上,这样经样品由发射器发射的太赫兹信号才会显现在接纳器上。假如传感器探头和样品之间的测试距离发生改变,例如试验时轻微震动等,测量都会变得非常困难。
现在,研究人员研制了一个能够在发射同时接收信号的集成芯片,这使得操作距离能够更加便捷。将发射器和接纳器“打包”成一个收发器,并置于一个直径只要25毫米,长度只要35毫米的简便传感器探头内部。
研究人员将太赫兹辐射中的发射单元与接纳单元“打包”置于一个直径只要25毫米,长度只要35毫米的简便传感器探头内部
塑料管的壁厚检查
这种太赫兹传感器系统现在现已被一些生产厂商用于塑料管材的出产监测,这些传感器能够直接在出产线上检查塑料管壁的厚度;这项检查在出产过程中也是十分重要的,管壁太薄,塑料管就会变得十分不稳定;管壁太厚,无疑会导致很多宝贵的原材料浪费。
直到现在,塑料管出产线上一般都是选用超声检查系统。但超声检查不能精确的在空气中进行测量,一般需求用到水等耦合剂来起到超声传感器探头和塑料管材之间的耦合介质效果。恰是因为这个因素,挨近250℃的塑料管材有必要经过水箱,才能完成检测。此外,超声检测技术并不能有效检测由不同材料层构成的所谓的智能管材。
纤维增强复合材料上的涂层检查
这种新式太赫兹传感器探头的另一个使用是验证纤维增强复合材料上的油漆以及涂料等。
大家能够运用涡流检查技术对一些金属基材料进行检查,例如在轿车行业中对金属薄片进行检查;可是涡流检查技术并不适用于导电性欠好的纤维复合材料。“因而,跟着复合材料在轿车、航空、航天以及动力等领域内的使用越来越广泛,大家火急的需求一种牢靠的检查办法”,G?bel说道,而这种新式太赫兹传感器探头能够处理这个疑问。
尽管这种新式的太赫兹传感器系统来自于便宜的规范光学元件,可它现在的报价依然高于一些超声检查设备,可是,G?bel猜测,在不久的将来,跟着逐渐批量出产,其报价肯定会大幅下降。考虑到这种检查办法的优势及其现在的研究发展,G?bel信任太赫兹技术在将来几年将会获得更多的成功,很快变成一种老练的无损检测手法。
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