一种基于太赫兹的建筑材料缺陷检测方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于太赫兹的建筑材料缺陷检测方法，包括以下步骤：步骤1，太赫兹源发出太赫兹波；步骤2，太赫兹波透过第一平凸透镜准直并生成平行光束，再透过第二平凸透镜聚焦为点光源；步骤3，将样品固定在二维位移平台并选定起始像素点，点光源透射至起始像素点上；步骤4，二维位移平台运动，实现太赫兹波对样品各像素点的连续扫描；步骤5，扫描后的太赫兹波经太赫兹探测器转换为电压信号；步骤6，对电压信号进行处理，生成样品的二维太赫兹扫描强度图，实现对样品的缺陷检测；本发明专利技术还提供了一种基于太赫兹的建筑材料缺陷检测系统，包括：太赫兹源，第一平凸透镜，第二平凸透镜，样品，控制柜，太赫兹探测器，数据采集系统，计算机。机。机。

【技术实现步骤摘要】
一种基于太赫兹的建筑材料缺陷检测方法与系统


[0001]本专利技术涉及检测领域，具体涉及一种基于太赫兹的建筑材料缺陷检测方法与系统。

技术介绍

[0002]常用的建筑材料有石膏、混凝土和保温材料等，这些建筑材料被广泛用于我国工程建设中。由于施工条件以及制作工艺等元素，建筑材料内部结构容易出现裂缝、孔洞、蜂窝等不同类型的缺陷，一旦达到一定程度将产生安全隐患，并随着使用寿命的增长，在各种荷载作用下，这些缺陷将会导致事故。因此，对建筑材料质量进行检测，测定缺陷位置，保证质量安全是极为重要的。
[0003]目前，常用的检测方法有X射线、超声波和热成像等技术。X射线技术利用电离辐射穿透样品，对操作人员造成安全隐患，且成本昂贵；超声技术不能在液体和气体中有效地传播，极大地限制了其在无损检测中的应用；热像技术中，热信号穿过建筑墙体需要较长时间并会产生较大相移，难以同时描述所有材料参数。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种基于太赫兹的建筑材料缺陷检测方法。
[0005]本专利技术提供了一种基于太赫兹的建筑材料缺陷检测方法，具有这样的特征，包括以下步骤：
[0006]步骤1，太赫兹源发出太赫兹波。
[0007]步骤2，太赫兹波透过第一平凸透镜准直并生成平行光束，平行光束透过第二平凸透镜聚焦为点光源。
[0008]步骤3，将样品固定在二维位移平台并选定起始像素点，点光源透射至起始像素点上。
[0009]步骤4，二维位移平台运动，从而实现太赫兹波对样品各像素点的连续扫描。
[0010]步骤5，扫描后的太赫兹波经太赫兹探测器转换为电压信号；
[0011]步骤6，对电压信号进行处理，生成样品的二维太赫兹扫描强度图，实现对样品的缺陷检测。
[0012]在本专利技术提供的一种基于太赫兹的建筑材料缺陷检测方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤1中，太赫兹源选用功率范围为100～300mW，频率范围0.1～0.3THz。
[0013]在本专利技术提供的一种基于太赫兹的建筑材料缺陷检测方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤2中，第一平凸透镜和第二平凸透镜的材质均为适用于THz频带的聚四氟乙烯，第一平凸透镜和第二平凸透镜的直径均为50mm，焦距均为100mm。
[0014]在本专利技术提供的一种基于太赫兹的建筑材料缺陷检测方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤3中，样品需要进行干燥并置于真空盒内，二维位移平台设置在太赫兹源和
太赫兹探测器中间，二维位移平台的行程为100mm，最大速度为20mm/s，采用交叉滚柱导轨。
[0015]在本专利技术提供的一种基于太赫兹的建筑材料缺陷检测方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤4中，在对样品各像素点进行连续扫描时，相邻两个采样像素点之间的间距为1mm，单次测量时间小于5s。
[0016]在本专利技术提供的一种基于太赫兹的建筑材料缺陷检测方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤5中，太赫兹探测器为适用于THz频带的光电探测器，有效响应频段为0.1～3THz。
[0017]在本专利技术提供的一种基于太赫兹的建筑材料缺陷检测方法中，还可以具有这样的特征：其中，太赫兹源、第一平凸透镜的中心、第二平凸透镜的中心以及太赫兹探测器均处于同一高度，确保所在光路在同一条直线上。
[0018]在本专利技术提供的一种基于太赫兹的建筑材料缺陷检测方法中，还可以具有这样的特征：其中，基于太赫兹的建筑材料缺陷检测方法开始检测前，先在空载状态下采集输入信号，后放置样品采集输出信号，根据朗伯
‑
比尔定律计算样品的吸光度：
[0019][0020]A表示材料的吸光度，I0表示输入信号的强度(W)，I
t
为输出信号的强度(W)，k为吸收系数，L为样品厚度(m)。
[0021]本专利技术还提供了一种基于太赫兹的建筑材料缺陷检测系统，具有这样的特征，包括：
[0022]太赫兹源，用于发出太赫兹波。
[0023]第一平凸透镜，用于将太赫兹波准直并生成平行光束。
[0024]第二平凸透镜，用于将平行光束聚焦为点光源。
[0025]样品，用于接收点光源的透射。
[0026]控制柜，用于驱动样品所在的二维位移平台运动，实现太赫兹波对样品各像素点的连续扫描。
[0027]太赫兹探测器，用于将扫描后的太赫兹波转换为电压信号。
[0028]数据采集系统，用于将电压信号传输至计算机。
[0029]计算机，用于控制控制柜工作和处理生成样品的二维太赫兹扫描强度图。
[0030]专利技术的作用与效果
[0031]根据本专利技术所涉及的一种基于太赫兹的建筑材料缺陷检测方法与系统，由太赫兹源发出太赫兹波，太赫兹波透过第一平凸透镜准直并生成平行光束，平行光束透过第二平凸透镜聚焦为点光源，将样品固定在二维位移平台并选定起始像素点，点光源透射至起始像素点上，二维位移平台运动，从而实现太赫兹波对样品各像素点的连续扫描，扫描后的太赫兹波经太赫兹探测器转换为电压信号，对电压信号进行处理，生成样品的二维太赫兹扫描强度图，实现对样品的缺陷检测。上述过程采用了太赫兹扫描成像技术，具有电离损伤小、方法简便、操作简单、检测速度快、准确性高等优点。同时本专利技术采用的基于太赫兹的建筑材料缺陷检测系统具有较高的分辨率，能够对建筑材料内部检测毫米级的缺陷进行检测，并对缺陷处进行定量分析。此外，本专利技术采用的是非接触式的无损检测技术，能够对很好的保护检测物体完整性。再次，本专利技术采用的太赫兹检测系统设计简洁，成本低，易于推
广，具有广阔的市场应用前景。
附图说明
[0032]图1是本专利技术的实施例1中基于太赫兹的建筑材料缺陷检测方法流程图；
[0033]图2是本专利技术的实施例1中基于太赫兹的建筑材料缺陷检测系统示意图；
[0034]图3是本专利技术的实施例2中混凝土样品的实物图；
[0035]图4是本专利技术的实施例2中玻璃纤维样品的实物图；
[0036]图5是本专利技术的实施例2中混凝土样品的基于太赫兹的建筑材料缺陷检测结果图；
[0037]图6是本专利技术的实施例2中玻璃纤维样品的基于太赫兹的建筑材料缺陷检测结果图。
具体实施方式
[0038]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本专利技术基于太赫兹的建筑材料缺陷检测方法作具体阐述。
[0039]<实施例1>
[0040]在本实施例中，提供了一种基于太赫兹的建筑材料缺陷检测方法。
[0041]图1是本专利技术的实施例中基于太赫兹的建筑材料缺陷检测方法流程图。
[0042]如图1所示，本实施例所涉及的基于太赫兹的建筑材料缺陷检测方法包括以下步骤：
[0043]步骤S1，太赫兹源发出太赫兹波。
[0044]其中，太赫兹源选用功率范围为100～300mW本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于太赫兹的建筑材料缺陷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，太赫兹源发出太赫兹波；步骤2，所述太赫兹波透过第一平凸透镜准直并生成平行光束，所述平行光束透过第二平凸透镜聚焦为点光源；步骤3，将样品固定在二维位移平台并选定起始像素点，所述点光源透射至所述起始像素点上；步骤4，所述二维位移平台运动，从而实现太赫兹波对所述样品各像素点的连续扫描；步骤5，扫描后的太赫兹波经太赫兹探测器转换为电压信号；步骤6，对所述电压信号进行处理，生成所述样品的二维太赫兹扫描强度图，实现对所述样品的缺陷检测。2.根据权利要求1所述的基于太赫兹的建筑材料缺陷检测方法，其特征在于：其中，步骤1中，所述太赫兹源选用功率范围为100～300mW，频率范围0.1～0.3THz。3.根据权利要求1所述的基于太赫兹的建筑材料缺陷检测方法，其特征在于：其中，步骤2中，所述第一平凸透镜和所述第二平凸透镜的材质均为适用于THz频带的聚四氟乙烯，所述第一平凸透镜和所述第二平凸透镜的直径均为50mm，焦距均为100mm。4.根据权利要求1所述的基于太赫兹的建筑材料缺陷检测方法，其特征在于：其中，步骤3中，所述样品需要进行干燥并置于真空盒内，所述二维位移平台设置在所述太赫兹源和所述太赫兹探测器中间，所述二维位移平台的行程为100mm，最大速度为20mm/s，采用交叉滚柱导轨。5.根据权利要求1所述的基于太赫兹的建筑材料缺陷检测方法，其特征在于：其中，步骤4中，在对所述样品各像素点进行连续扫描时，相邻两个采样像素点...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨英英，任燕，武卫东，王文松，杨其国，杨果成，杨永飞，
申请(专利权)人：上海嘉阳能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：