[发明专利]一种复合材料试件低速冲击损伤的太赫兹检测方法及其装置

说明书

本发明公开了一种复合材料试件低速冲击损伤的太赫兹检测方法及其装置，涉及复合材料试件无损检测领域，包括测试平台底座、信号处理器，所述测试平台底座的上端固定安装有连接板，所述连接板的上端固定安装有横板，所述横板的下端侧壁固定安装有电动滑轨，所述电动滑轨内滑动连接有电动滑块，所述电动滑块的下端固定连接有信号发射器，所述发射器的侧壁固定安装有信号接收器，所述信号接收器与信号处理器通过电线电性连接，所述信号处理器与信号发射器电性连接，通过电动滑轨、电动滑块、信号发射器、信号接收器、信号处理器之间的配合使用，实现了对信号发射器的纵向移动，同时通过安装盒的横向移动，实现了对待测复合材料试件的整体检测。

技术领域

本发明涉及复合材料试件无损检测领域，尤其涉及一种复合材料试件低速冲击损伤的太赫兹检测方法及其装置。

背景技术

目前比较常用的复合材料试件缺陷检测方法主要分为破坏性检测法和无损检测法，破坏性检测法主要包括:水吸收法、密度法和金相显微照相法等，破坏性检测法会使复合材料试件受到破坏，无法再投入使用。而在实际生产中，通常要求实现对复合材料试件的无损检测。传统的无损检测法主要包括:目视检测、超声波扫描法、激光散斑干涉技术、X射线法、红外热成像法等，但这些检测方法都存在着各自的局限性。如目视检测仅仅可以观察到飞机部件表面较为明显的损伤缺陷，当缺陷存在于部件材料内部时，通过观察是无法实现对目标的检测；超声波法检测时需使用耦合剂，而超声衰减会导致检测信号的信噪比较差，且针对不同缺陷需要匹配相应的检测探头，检测效果较差，激光散斑技术存在对材料中缺陷敏感性较差且定量困难的问题；X射线法对环境存在一定的污染且需要建立高成本的检测室；红外热成像法存在原始红外图像对比度低、细节与边缘模糊的问题。因此，亟需发展一种新的复合材料试件缺陷无损检测方法。

太赫兹波是频率0.1-10 THz(波长为0.03-3 mm)之间的电磁波，在电磁波谱中位于微波和红外辐射之间，在无损检测方面具有独特的优势，可以通过分析THz辐射下的材料的光谱吸收特征来反应其内部成分、结构等信息，同时，太赫兹技术在应用于复合材料试件无损检测具有以下优良特性：(1)高透性：太赫兹辐射对非金属非极性物质具有良好的穿透能力，可对复合材料试件进行反射或透射成像。(2)安全性：太赫兹辐射的光子能量较低(仅为4.1 meV左右)，与X射线具有的光子能相比，仅为后者的百万分之一，这意味着在检测时不会引起被测物体中出现有害的光致电离而对被检测物质造成破坏。(3)非接触性：太赫兹设备的检测方式为非接触式，并且在检测过程中不需要在样本表面涂抹其他辅助物质，避免了对样本的污染和伤害。(4)高分辨率：由于THz波长在0.03-3 mm左右，与传统无损检测成像分辨率相比，其图像的成像分辨率更高，能够更为清晰的显示目标信息。

正由于太赫兹技术具有以上优点，其已经成为一种新兴的无损检测手段进入检测从业人员视野，为此我们提出了一种复合材料试件低速冲击损伤的太赫兹检测方法及其装置来解决传统无损检测手段面临的问题，从而实现对该损伤的快速，准确，非接触，无污染的无损检测

发明内容

本发明的目的是为了解决传统无损检测技术中存在检测条件复杂、检测精度低、检测成像分辨率差、存在污染与破坏性的缺点，而提出的一种复合材料试件低速冲击损伤的太赫兹检测方法及其装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：