基于太赫兹时域光谱技术的农药残留检测方法

太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术是近年来涌现出来的崭新的光谱测量新技术.本研究提出了一种基于THz-TDS技术农药残留检测方法,并以灭多威和乙氧氟草醚两种农药作为实验介质证明此方法的可行性.应用太赫兹时域光谱系统测得了这两种农药的时域光谱信号,利用基于菲涅尔公式的数据处理模型得到了它们在THz波段的折射率谱和吸收系数谱.从实验结果可以看出两种农药在0.2~2.0THz范围内存在明显的特征吸收峰,且差别很大.经分析认为这些吸收峰是由分子的集体振动模式以及分子间相互作用引起,它们是农药分子的指纹吸收光谱,可以应用于分子识别中.本研究证明了THz-TDS技术应用于农药残留检测的可行性,表明其在农药残留检测中具有潜在的应用价值.     

气门推杆质量控制的自动化涡流检测系统

针对基于人工检测的气门推杆质量控制方法存在效率低、容易漏检、不可靠等问题,提出了基于电磁感应原理的气门推杆涡流检测方法,设计了一套自动化检测系统。该系统包括机械结构、电气控制、检测装置等,能够实现气门推杆的自动上料、工位传输、仪器检测、自动分选等功能,从而完成气门推杆质量的自动判别。通过建立涡流响应信号的有限元模型,仿真研究了探头与推杆球头距离变化时涡流信号的变化规律,确定了推杆检测盲区。从现场人工检测合格的气门推杆中选择了100根进行测试,系统识别出了5根不合格气门推杆,并经复检确认。测试结果表明,设计的自动化检测系统可以显著提高检测效率和准确性。     

基于几何纹理与Anscombe变换的蜂窝材料太赫兹图像降噪模型

为解决太赫兹（Terahertz,THz）图像内泊松高斯混合噪声导致芳纶纤维蜂窝材料脱粘缺陷轮廓检测精度低的问题,基于Anscombe变换与小波阈值法构建了THz图像降噪模型。高斯噪声方差为降噪模型的必要参数,但实际THz图像噪声分布未知,且噪声与纹理在高频混叠,给方差准确估计提出了挑战。为此,首先以样件纹理几何形状为先验信息,构造Benzene-ring算子去除THz图像纹理,使其小波域高频分量中仅含有噪声;然后提出改进的Logistic混沌映射提高样本集的多样性,以训练Elman神经网络准确建立高频分量与高斯噪声方差间映射关系;最后依据噪声方差估计值,基于Anscombe变换将泊松高斯混合噪声转化为高斯噪声,并利用小波阈值法与Anscombe逆变换得到了最终THz降噪图像。仿真与试验结果表明,所提出的方法降噪效果最佳并有效提高缺陷轮廓检测精度,相比于高斯滤波、小波阈值以及非局部均值法,平均梯度指标分别提升12%、33%、9%,缺陷面积绝对误差分别降低234 mm²、304 mm²、263 mm²。     

太赫兹时域光谱技术在纺织纤维鉴别中的应用

提出了一种基于太赫兹时域光谱(THz-TDS)的纺织品鉴别方法,并以几种常见的合成纤维作为实验介质证明该方法的可行性。利用THz-TDS系统测得了这些介质在大赫兹波段的时域光谱信号,得到了它们在太赫兹波段吸收系数谱。实验结果表明,涤纶、锦纶和维纶分别在0.98、1.51和1.16 THz有明显不同的特征吸收峰,芳纶、腈纶和天丝的吸收谱也存在明显差别。研究表明,利用太赫兹时域光谱技术进行合成纤维鉴别是可行的,为进一步将太赫兹波技术应用于纺织品检测提供了依据。     

两种晶体己醛糖的太赫兹时域光谱研究

利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术测量了室温下差向异构体D-葡萄糖和D-甘露糖在0.2~3.0 THz下的高分辨率吸收谱和折射率谱.两种己醛糖的吸收谱表现出明显不同的特征, 这些吸收特征来源于分子内和分子间的集体振动模式.运用密度泛函理论(DFT), 计算了孤立葡萄糖分子的结构及其在太赫兹波段的振动频率,并根据计算结果对实验数据进行了分析, 计算结果与实验光谱吻合得很好. 实验和理论研究的对比表明, 分子的远红外吸收特征对分子的结构和空间排列非常敏感; THz-TDS是研究生物分子集体振动模式和构象结构的有效方法.     

核黄素和烟酸的太赫兹(THz)光谱研究

以飞秒激光为基础的太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)是一种新型的相干远红外光谱测量技术.文章利用THz-TDS研究了室温下核黄素和烟酸在0.2～2.0THz范围内的光学特性,得到了对应的吸收谱和折射率谱.结果表明核黄素和烟酸在此波段有明显的特征吸收峰且吸收谱存在显著差异.两种样品的平均折射率分别为1.70和1.65.这项研究为维生素类药物分子鉴别及更宽有效光谱区的实验测试研究提供了新的实验方法.     

脉冲涡流厚度检测仿真与实验研究

基于瞬态磁场的轴对称特性,利用有限元方法建立了脉冲涡流厚度检测的理论模型。仿真分析了被测金属板材在不同电导率和厚度参数时的探头差分信号并选择探头差分信号峰值作为信号特征。经分析发现：电导率一定时,差分信号峰值随被测金属板材厚度的增加呈递增趋势;被测金属板材厚度相同时,电导率越大差分信号峰值就越大。运用建立的试验系统进行实验研究,结果表明,实验与仿真结论一致,表明了所建模型的正确性和仿真结果的可信性。     

超声成像自动检测系统开发

采用常规超声检测工件时,检测效率低,无法得到直观的检测结果。为了提高超声检测的检测速度、检测适用范围及灵活性,采用电子扫描、动态闸门、信号去噪及成像算法,结合三轴机械扫描架,研制了超声成像自动检测软硬件系统。采用双晶探头对4 mm厚的碳纤维复合材料试样内分层孔缺陷进行了检测扫查试验,对检测系统的性能进行了初步验证。通过对-6 dB法成像矩阵数据进行双线性插值法的方式,对碳纤维复合材料分层孔缺陷进行定量分析,孔缺陷面积定量误差降低了6%～7%,直径定量误差降低了3%～4%,有效提高了缺陷定量精度。试验结果表明所研制的系统能够实现对试件内缺陷信号特征提取及成像,满足检测的要求。     

金属构件硬度的无损检测研究进展与展望

金属构件的硬度是其力学和机械性能的关键指标之一,因此硬度检测在工业生产中具有重要意义。传统的硬度检测方法通常采用压痕或划痕等方式,这种方法存在破坏性大、效率低等问题,难以满足现代化检测的需求,因此,无损检测方法成为当前研究的热点。随着声学、电磁学等领域的发展,基于这些技术的硬度无损检测技术应运而生。首先,对基于声学、电磁学的硬度无损检测技术进行系统的阐述,并探讨不同材料微观结构变化对检测特征的影响。通过对特征与微观结构之间的关系进行分析,深入地理解硬度无损检测技术的原理和应用。接下来,综述一些基于神经网络的新型信号处理方法,这些方法在提高检测精度和优化信号处理算法方面都表现出了巨大的潜力。最后,展望硬度无损检测技术的未来发展趋势。     

戊唑醇和己唑醇的太赫兹(THz)光谱研究

以飞秒激光为基础的太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术是一种新型的相干远红外光谱测量技术.文章运用THz-TDS研究了杀菌剂戊唑醇和己唑醇在THz波段的光学特性.在室温氮气环境中,得到了样品在0.2～2.2 THz波段的吸收谱和折射率谱.结果表明戊唑醇和己唑醇在此波段的吸收谱存在显著差异,其吸收峰分别位于2.05THz(戊唑醇)和1.34THz,1.75THz(己唑醇),两种样品的平均折射率分别为1.37和1.42;THz-TDS技术可以分辨化合物结构上的微小差异,可以应用于物质检测与分析,这为农药分子鉴别及更宽有效光谱区的实验测试研究提供了新的实验方法.