研究目的
利用太赫兹时域光谱技术建立一种用于薄非导电涂层厚度识别的稳健算法。
研究成果
太赫兹方法在评估非导电涂层方面前景广阔,相较于其他无损检测技术具有优势。该方法可在每个测量点实现不足100毫秒的厚度测量,但要使其成为可靠有效的工具,仍需在扫描速度和数据处理方面取得进一步进展。目前已开发出用于厚度估算的校准曲线,不过这些曲线需要在有限范围内进行线性化处理。
研究不足
太赫兹方法的分辨率有限,导致来自薄涂层的信号成分几乎不可见。最薄的油膜因船体底部坏死而出现问题。校准曲线在整个厚度范围(30微米至2毫米)内并非完全线性,要实现可靠应用还需改进数据处理和扫描速度。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用反射式太赫兹时域光谱系统(THz-TDS),通过两种配置(V型和共线型)测量涂层厚度。使用带延迟元件的自适应LMS IIR滤波器进行信号处理以估算厚度。
2:样本选择与数据来源:
以装有变压器油的金属圆柱形容器作为测试样品模拟非导电涂层。通过每次增加0.25毫升油量调节油层厚度,实现超过60微米的厚度变化。
3:25毫升油量调节油层厚度,实现超过60微米的厚度变化。
实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:太赫兹时域光谱仪(Picometrix/Luna公司Tray 4000型号)、金属容器、变压器油。
4:实验流程与操作步骤:
分别采用两种配置的THz-TDS系统进行测量,采集信号(A扫描图),经自适应滤波器处理提取涂层响应信号,通过定位处理后信号的峰值估算厚度。
5:数据分析方法:
应用最小均方(LMS)算法进行信号滤波和误差计算,根据处理后的数据生成校准曲线,建立信号特征与涂层厚度的对应关系。
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