太赫兹时域系统用于复合材料无损检测地使用建议书

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1、文档编号密级内部阶段标记太赫兹时域光谱系统用于复合材料无损检测的使用建议书西安方元明科技发展有限公司2014年05月29日西安方元明科技发展有限公司2012年02月29日文档太赫兹时域光谱系统用于复合材料无损检测的使用建议书1.概述32.国内外太赫兹时域光谱系统的现状介绍32.1太赫兹无损检测技术概述32.2国外太赫兹时域光谱系统的发展现状32.3国内太赫兹时域光谱系统的发展现状43.产品介绍43.1工作原理43.2实现功能53.3技术参数53.4使用条件64.产品优势64.1太赫兹技术应用于无损检测的优势64.2T-Gauge太赫兹时域光谱系统的优势75.必要性分

2、析76.费效比分析87.应用案例97.1太赫兹时域光谱系统应用于航天飞机复合材料无损检测97.2太赫兹时域光谱系统应用于雷达天线罩复合材料无损检测10文档1.概述本建议书通过介绍太赫兹时域光谱系统的国内外技术现状、工作原理、技术参数、使用条件、案例等，说明了太赫兹时域光谱系统在复合材料无损检测中的优势和必要性。2.国内外太赫兹时域光谱系统的现状介绍2.1太赫兹无损检测技术概述太赫兹波指频率在0.1THz-10.0THz（30um-3mm）范围的电磁波。因此它具有很多优异的性质。①具有特别的穿透力，能以很小的衰减穿透如陶瓷、脂肪、碳板、布料、塑料等物质，还可以无损穿透

3、墙壁、沙尘烟雾，使得其能在某些特殊领域发挥作用。②探测安全性高，太赫兹光子能量小，只有毫电子伏特，因此不容易破坏被检测物质。③抗背景噪声干扰能力强，太赫兹具有很高的空间分辨率和时间分辨率。利用取样测量技术，太赫兹探测器能够有效地抑制背景辐射噪声的干扰。④大容量、高保密的宽带信息载体。太赫兹波的频带宽、测量信噪比高，适合于大容量与高保密的数据传输，而且太赫兹波处于高载波频率范围，是目前手机通信频率的1000倍左右，可提供10GB/s的无线传输速率。正因为太赫兹波具有这些特点，被美国评为“改变未来世界的十大技术”之一。利用太赫兹波对大部分干燥、非金属、非极性材料(如泡沫

4、、陶瓷、玻璃、树脂、涂料、橡胶和复合物等)有较好的穿透能力，并结合各种成像技术，就可以对材料中的缺陷进行检测，因此无损检测正成为太赫兹技术的主要应用之一。作为一种新兴的亚表面定量检测技术，太赫兹无损检测广泛适用于航天飞机外挂燃料箱防热材料、泡沫夹芯雷达天线罩板块等多种材料与结构的检测。它的研究对于确保这些构件的安全可靠使用具有重要意义，国外多家政府机构、高等院校和公司都对该技术给予了很大关注,有关的新理论、新方法和新应用不断涌现。文档在太赫兹无损检测中,通常采用已知波形的太赫兹辐射照射被测物体，太赫兹波与被测物体相互作用后在辐射源处或其附近被接收，利用物体的介电性质

5、或者物体中的不连续性对太赫兹信号的影响，通过测定并分析太赫兹信号的改变从而得到该物体的内部结构。目前，国内外使用太赫兹时域光谱(TDS)技术作为太赫兹无损检测的实现手段，下文将对太赫兹时域光谱系统做详细介绍。2.2国外太赫兹时域光谱系统的发展现状国外太赫兹技术研究成果已经商业化，国际上生产并销售太赫兹时域光谱系统的厂家主要集中在欧美国家，例如TeraView公司、美国API公司、美国Zomega公司等，目前美国API公司生产的T-Gauge太赫兹时域系统带宽为0.02-2THz,输出频率可以达到1kHz，是世界上速度最快的时域太赫兹系统，该系统可实现移动中的测量，已

6、经用于无损检测，工业在线质量控制，安检成像等应用中。2.3国内太赫兹时域光谱系统的发展现状中国太赫兹技术及研究起步稍晚，目前处于实验室研发阶段，也有应用型的产品问世。国内太赫兹技术主要侧重于THz产生源和THz探测这两个方面的研究。例如苏州纳米所2012年底研制出太赫兹探测器，中国科学院微电子研究所微波器件与集成电路研究室（四室）太赫兹器件研究组研制出的太赫兹肖特基二极管和应用于太赫兹频段的石英电路，性能与国际同类产品相当。但是国内还没有太赫兹时域光谱系统的商业化产品，这也是国内太赫兹技术需要攻克的技术难题之一。3.产品介绍3.1工作原理文档图1：T-Gauge太赫

7、兹时域光谱系统（控制器、电缆、探头）T-Gauge（T-Ray5000）太赫兹时域光谱系统使用一个紧凑型传感器技术计量基础重量、密度、钳厚度、分层厚度和水分。TCU5200脉冲太赫兹控制器是T-Gauge时域太赫兹系统的核心。控制器集成了超短脉冲激光、高速延迟线和数据采集电路，可以获得10ms波形采集时间，TCU5000是速度最快、功能最齐全的时域太赫兹系统。控制单元发送准确的控制光学信号到发射头和接收头上，使发射头和接收头产生并接收太赫兹信号，被测量的太赫兹信号以1khz的速度被处理并输出。通过使用超短脉冲飞行时间TOF来进行测量检测，T-Gauge系统可以更