Page 136 - 无损检测2021年第二期
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院企风采
在不同的工程应用场合，针对平面、异形曲面、柱面
结构材料研发了适用于不同使用条件下的太赫兹无损检测
系统。
3.1.1 太赫兹平面无损检测系统
应用于工业现场的脉冲太赫兹平面无损检测系统（见
（a）太赫兹多光谱成像 图 21）具有很高的灵活性，发射器和接收器通过共线适
配器连接并安装在二维移动平台上，与太赫兹控制单元通
过光纤耦合连接，可实现平面及小曲率物体的在线检测及
缺陷成像。
（b）厚度分布成像 图 21 太赫兹平面无损检测系统
图 19 陶瓷裂纹缺陷多光谱及厚度分布成像 3.1.2 智能太赫兹无损检测系统
2.4.4 高密度聚乙烯等高分子聚合物 随着加工制造技术水平的不断提高，航空航天、船舶
太赫兹以其在非极性材料中优异的穿透性能，对高 制造、武器装备等领域的结构皆为大型曲面构件。针对此
密度聚乙烯等高分子聚合物等材料也有一定的检测优 类大型部件的太赫兹无损检测，团队研发了智能太赫兹无
势。以改性聚丙烯材料 [ 指聚丙烯（PP）塑料经过填充、 损检测系统（见图 22）。
共混、增强等方法加工，成为具有阻燃、高抗冲等性能
的材料 ] 为例，其耐热性可由 PP 材料的 80 ℃提高至
145 ℃ ~150 ℃，并且能在不老化，不龟裂的前提下，
承受时间长达 750 ~1 000 h 的高温。改性 PP 材料在汽
车仪表板、保险杠等配件上具有十分广阔的应用前景。
对不同深度、不同直径的平底孔改性 PP 材料试件
进行检测，试件厚度为 20 mm，平底孔的深度分布分
别为 14，16，18 mm，直径分别为 4，6，8，10， 图 22 智能太赫兹无损检测系统
15，20 mm。已知材料的折射率，通过飞行时间差对试 将六轴工业机器人作为运动执行机构，形成快速化曲
件的三维结构进行重构，得到改性 PP 材料平底孔厚度的 率部件检测的系统架构，在进行检测路径规划后，由机器
三维重构图（见图 20）。 人带动太赫兹测量传感器，自动垂直被测工件的表面逐点
扫描，在此过程中，保证测量传感器发射的太赫兹波垂直
入射至被测工件。利用机器人精度高、可控性好等特点很
好地解决了曲率部件的检测问题，实现了大型结构部件的
太赫兹无损检测。
智能太赫兹无损检测系统对于较大面积物体以及异形
图 20 改性 PP 材料平底孔厚度三维重构图 曲面物体的检测具有不可比拟的优势。通过太赫兹源与机
械手的巧妙结合，可实现真正的智能化检测，多用于现场
3 时域太赫兹无损检测平台
多层复杂复合材料的在线测量、复杂曲面的测量等。另外，
在多年的沉淀和积累下，团队研发了集硬件、软件于
系统配有安全防护装置，放置于测量末端，在机械手与被
一体的时域太赫兹无损检测平台。 测工件距离过近时会自动启动机器人的急停，大大增加了
3.1 时域太赫兹无损检测系统 系统的安全性。
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2021年 第43卷 第2 期
无损检测
