多层胶接结构胶层均匀性的太赫兹时域表征方法

多层胶接结构广泛应用于航空航天领域中,其粘接强度是保障工程安全的关键因素。采用飞行时间、能量、幅值等不同的太赫兹时域光谱参数表征多层胶接结构胶层的均匀性,进而评价多层胶接结构材料的胶接质量。采用太赫兹时域光谱飞行时间成像法对胶层区域的均匀性进行定性分析,通过计算获得4块实验样件的飞行时间相对标准差分别为8.78%、8.09%、7.30%和9.57%,实现了胶层均匀性的定量评价;利用太赫兹时域光谱能量积分信息,分别采用能量积分曲线的峰度和偏度定性分析胶层均匀性,通过计算获得4块实验样件能量标准偏差分别为0.95、0.9、0.71和1.01,实现了胶层均匀性的定量评价;此外,根据太赫兹时域光谱的幅值特征信息,以幅值离散系数定量地表征胶层均匀性。研究结果表明:太赫兹时域光谱的飞行时间、能量积分及幅值3种特征参数均能够实现多层胶接结构胶层均匀性的定量评价,该方法能够为多层胶接结构粘接强度的评估提供可靠的手段。     

围绕国家需求,迈向前沿技术——记长春理工大学太赫兹无损检测实验室团队

2003年美国哥伦比亚号航天飞机在重返大气层时,外层热防护材料与机体脱落,导致其最终解体。热防护材料的粘接质量直接影响空天飞行器的飞行性能,因此对其进行检测与风险评估至关重要。在检测与评估低密度、低热传导的轻质热防护材料的粘接质量及缺陷方面,国内长期以来处于空白状态。长春理工大学太赫兹无损检测实验室在国内率先开展了太赫茲无损检测技术的研究。     

太赫兹技术在陶瓷基复合材料缺陷无损检测中的应用

太赫兹时域光谱技术（THz-TDS）是一种通过宽频带太赫兹脉冲携带介质信息,从而完成对样品内部信息提取的无损检测技术。目前,这种技术大多应用于安全监测,外形成像等定性分析领域。将该应用广泛的陶瓷基复合材料做为检测样品,通过建立单点厚度检测模型和光学参数的提取,将该技术用于密度分布检测和孔洞缺陷尺寸检测,进行定量测量。设计并进行了验证实验,对标准材料及缺陷进行了探索性的测量及评价。实验获取了较为理想的时频光谱分析结果及成像结果,显示出了THz-TDS在材料的定量无损检测和探究材料特征方面具有揭示作用。     

关节轴承外球面抛光加工工艺改进研究

针对关节轴承外球面抛光加工开展新工艺研究.通过采用锥度芯轴胀紧的定位方式,以及开设储存碳化硼抛光剂的油石,在车床上进行关节轴承的外球面抛光.改进后的抛光工艺可显著提高关节轴承外球面的加工质量,降低粗糙度值Ra,保证球面圆度,并大大提高生产效率.     

基于太赫兹时域光谱技术的塑料检测

基于太赫兹时域光谱检测技术,建立透射式光学参数提取模型,推导出太赫兹波谱下材料折射率和吸收系数公式。搭建实验平台,得到了室温环境下ABS、PET和PMMA三种塑料样品在0.2~1.5THz区间的折射率和吸收系数,并进行了对比分析。实验结果表明,太赫兹光谱技术可以有效提取三种塑料特征信息。这对利用太赫兹光谱技术检测塑料制品有着重要的意义。     

太赫兹波谱多特征参数成像方法

太赫兹波谱成像技术是太赫兹应用领域研究的重点内容之一。传统成像方法使用单一特征参数进行成像,图像包含的信息量较少,图像质量差,分析效率较低。针对上述情况,提出了太赫兹波谱多特征参数成像方法,利用图像的RGB3个色彩通道同时对多个特征参数进行成像,提高了图像的质量和承载的信息量。对多特征参数成像方法应用过程中涉及到两项关键处理:降参处理和加权处理进行了详细的描述。设计了对包含突起区域的载玻片和带有空洞的高密度聚乙烯板进行太赫兹扫描成像的实验,分别利用功率谱、幅值最大值和幅值最大值飞行时间进行成像,测得图像对比度分别为:6.3986,3.9860,1.6562和6.0375,5.3473,0.9373;同时使用多特征参数成像方法将以上3个特征信息合并到一幅图像中,测得图像对比度为:40.4858和32.1340。实验结果表明,太赫兹波谱多特征参数成像方法能够有效的提高图像质量,增加图像承载的信息量,更加便于分析。     

高分辨 THz-TDS 采集传输的嵌入式设计与优化

为了满足太赫兹高分辨检测及实时处理需求,利用光电导天线产生和探测太赫兹时域光谱信号,基于现场可编程门阵列(field programmable gate array, FPGA)实现太赫兹时域光谱的采集、维纳滤波反卷积处理、传输和上位机显示等功能。将采集到的太赫兹时域光谱数据进行维纳滤波反卷积处理,实现还原太赫兹信号、提高时间分辨率以及降噪的效果,将数据由以太网传输的方式传输到上位机进行实时显示,针对实际检测中太赫兹信号反卷积后脉宽较宽,提出在维纳滤波反卷积算法中引入与频率相关的函数对算法进行优化,使信号的脉宽变窄,提高检测精度。优化的维纳滤波反卷积算法处理结果相比于原始算法信噪比增加7 dB,脉宽降低0.2 ps,实现更高的检测分辨能力,算法在FPGA中实现,精度误差小于0.7%,处理效率提升14.29倍,并且减少后期上位机处理时间。     

基于连续小波变换的玻璃纤维增强树脂复合材料太赫兹特征增强及缺陷成像

玻璃纤维增强树脂复合材料(Glass fiber reinforced polymer,GFRP)因其耐腐蚀、强度高等优点被广泛应用于航空航天、运输等领域,但在其制作过程中存在分层、气泡等缺陷,故需对其进行无损检测。本文针对不同位置的GFRP脱粘缺陷太赫兹无损检测信号特征微弱的问题进行分析与研究,提出了利用连续小波变换(Continue wavelet transform,CWT)对太赫兹特征进行增强的方法,并通过计算图像对比度客观评价连续小波变换后得到的太赫兹图像。最终选择gaus2小波基函数,对变换后的信号进行缺陷成像,其峰值较原来增强了4.5倍,连续小波变换处理后的太赫兹缺陷成像的图像对比度提升了1.3倍,最终实现了6 mm GFRP 5 mm位置处50 μm脱粘缺陷的识别。