[發(fā)明專利]一種泡沫材料的大視場太赫茲無損檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010988229.6
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112504998B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳健;李志鵬;王慧;涂學(xué)湊;蘇潤豐;周德亮;康琳;金飚兵;吳培亨
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號: G01N21/3581
• 分類號: G01N21/3581;G01N21/55;G01N21/47
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 封睿

1.一種泡沫材料的大視場太赫茲無損檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、建立收發(fā)同路式像方機(jī)械旋轉(zhuǎn)鏡掃描的太赫茲無損成像系統(tǒng)；

步驟二、構(gòu)建太赫茲無損成像系統(tǒng)的強(qiáng)度與入射角度的關(guān)系模型；

步驟三、利用太赫茲無損成像系統(tǒng)對無缺陷泡沫材料制成的被測物進(jìn)行太赫茲無損檢測成像測試，對無缺陷泡沫材料對應(yīng)的太赫茲圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，得到強(qiáng)度與入射角度關(guān)系的特定曲線；

步驟四、利用太赫茲無損成像系統(tǒng)對有缺陷泡沫材料制成的被測物進(jìn)行太赫茲無損檢測成像測試，結(jié)合強(qiáng)度與入射角度關(guān)系的特定曲線，對有缺陷泡沫材料對應(yīng)的太赫茲圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行強(qiáng)度校正，以實現(xiàn)缺陷識別；

步驟三中，對無缺陷泡沫材料對應(yīng)的太赫茲圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，得到強(qiáng)度與入射角度關(guān)系的特定曲線，具體方法為：

讀取無缺陷泡沫材料的太赫茲圖像的每個數(shù)據(jù)點(diǎn)的強(qiáng)度信息和位置信息；

利用位置信息，結(jié)合幾何光線追蹤法，計算出每個數(shù)據(jù)點(diǎn)的入射光角度，獲得無缺陷泡沫材料的強(qiáng)度與入射角的特性分布；

用強(qiáng)度與入射角度關(guān)系的模型進(jìn)行無缺陷泡沫材料的強(qiáng)度與入射角關(guān)系特定曲線的擬合；

步驟四中，結(jié)合強(qiáng)度與入射角度關(guān)系的特定曲線，對有缺陷泡沫材料對應(yīng)的太赫茲圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行強(qiáng)度校正，以實現(xiàn)缺陷識別，具體方法為：

讀取有缺陷泡沫材料的太赫茲圖像的每個數(shù)據(jù)點(diǎn)的強(qiáng)度信息和位置信息；

利用位置信息，結(jié)合幾何光線追蹤法，計算出有缺陷泡沫材料的每個數(shù)據(jù)點(diǎn)的入射光角度；

根據(jù)有缺陷泡沫材料的每個數(shù)據(jù)點(diǎn)的入射光角度，計算出在無缺陷泡沫材料的強(qiáng)度與入射角特定曲線上所對應(yīng)的擬合強(qiáng)度值；

用有缺陷泡沫材料的每個數(shù)據(jù)點(diǎn)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)除以在無缺陷泡沫材料的強(qiáng)度與入射角特定曲線上所對應(yīng)的擬合強(qiáng)度值，獲得有缺陷泡沫材料的每個數(shù)據(jù)點(diǎn)的校正強(qiáng)度，并保存數(shù)據(jù)；

讀取有缺陷泡沫材料的校正強(qiáng)度和位置信息，并進(jìn)行三維插值，得到最終的太赫茲圖像，以實現(xiàn)缺陷識別，光斑內(nèi)強(qiáng)度值低于設(shè)定閾值，或者光斑外強(qiáng)度值高于設(shè)定閾值的數(shù)據(jù)點(diǎn)，即為缺陷點(diǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡沫材料的大視場太赫茲無損檢測方法，其特征在于，步驟二中，構(gòu)建太赫茲無損成像系統(tǒng)的強(qiáng)度與入射角度的關(guān)系模型，具體方法為：

步驟2.1、構(gòu)建視場范圍內(nèi)約束光束質(zhì)量的經(jīng)驗函數(shù)，表示為：

其中，為衍射中心歸一化強(qiáng)度；θ為入射光角度；p₁、p₂為擬合參量；

步驟2.2、構(gòu)建入射光角度對反射光強(qiáng)影響的雙向反射分布函數(shù)，具體采用Torrance-Sparrow模型，表示為：

其中，BRDF為雙向反射分布函數(shù)；F為菲涅耳因子；D為微面分布函數(shù)；G為幾何衰減函數(shù)；k(0≤k≤1)是將漫反射與鏡面反射聯(lián)系起來的參量；

步驟2.3、確定反射光強(qiáng)與BRDF關(guān)系，表示為：

I＝I₀·BRDF·cos(θ)

其中，I_o為入射光強(qiáng)；I為反射光強(qiáng)；

步驟2.4、確定最終的太赫茲無損成像系統(tǒng)的強(qiáng)度與入射角度關(guān)系，表示為：

其中A為系統(tǒng)固有放大倍數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡沫材料的大視場太赫茲無損檢測方法，其特征在于，步驟三和步驟四中，進(jìn)行太赫茲無損檢測成像測試，具體方法為：

將泡沫材料固定在鐵板上，并放置在成像平面上；

利用太赫茲無損檢測成像系統(tǒng)，獲取每個數(shù)據(jù)點(diǎn)上的太赫茲強(qiáng)度信息和位置信息，并保存數(shù)據(jù)；

讀取強(qiáng)度信息和位置信息，并進(jìn)行三維插值，得到最終的太赫茲圖像。