基于FDTD的橡胶粘接质量的脉冲太赫兹检测方法研究

橡胶材料是一种高性能密封优质材料,但在密封时时常出现橡胶-基体粘接不良的缺陷.针对橡胶密封件缺陷的检测,太赫兹无损检测技术具有安全、有效、非接触及抗干扰等特点,相比于其他检测方式具有极大的优越性.基于时域有限差分法对预制空气隙脱粘缺陷的橡胶-基体粘接件进行仿真数据分析,并与太赫兹时域光谱系统的检测成像结果进行对比分析.首先,将所需多种介质光学参数、橡胶-基体脱粘件多层介质三维模型输入到时域有限差分系统中,建立橡胶-基体脱粘缺陷件几何模型并对脱粘件进行仿真分析;其次,应用太赫兹时域光谱系统(T H z-TDS)对脱粘缺陷件进行检测,得到缺陷件的成像效果图,定性分析缺陷信息;最后,应用时域有限差分仿真与THz-TDS技术对缺陷样品的检测结果对比分析,对仿真得出的飞行时间特性曲线与实际测量得出的结果进行比较,结果表明仿真缺陷分析实验缺陷检测所获得的飞行时间数量级相同,说明时域有限差分法可以很好的应用到橡胶-基体粘接缺陷的无损检测中.     

基于移动IP网络端到端的QoS保证方法

针对移动IP网络,由于资源有限、有效带宽不可预测、差错率高等原因造成的QoS（Quality of Serv-ice）问题,提出了在移动IP网络中的QoS保证方法。该方法将资源预留协议（RSVP：Resource Reservation Protocol）和区分服务（DiffServ：Differentiated Services）协议相结合,采用映射技术,实现了在移动IP上提供端到端的QoS保证机制,从而解决了传统移动IP网络中端到端通信时扩展性差的问题,与原有网络相比,其通信质量提高了30％。     

碳纤维复合材料冲击损伤的激光错位散斑检测

采用激光错位散斑检测技术,对含有冲击损伤的碳纤维层压板进行检测实验,分析了错位方向、错位量和加载时间对检测结果的影响。实验结果表明,激光错位散斑检测技术能够快速、准确的定位含有冲击损伤碳纤维复合材料层压板中的损伤位置;对有明显纵横比的冲击损伤而言,错位方向与其纵向一致将对损伤范围和程度判定产生较为明显的影响;错位量大小应控制在需要检测的最小冲击损伤的半径到直径之间,在提高检测灵敏度的同时避免由于错位量过大导致的误检和漏检;热加载时间过长或过短都会导致漏检,在实际检测过程中应结合被检物实际情况具体分析。     

太赫兹时域光谱反射式层析成像技术

改性聚丙烯（PP）材料由于其阻燃、高抗冲性能等特点被广泛应用在汽车仪表板、保险杠等汽车配件中,采用无损探伤技术对改性PP材料进行检测是汽车配件质量保证的必要手段。搭建了透射式太赫兹时域光谱系统及反射式太赫兹时域光谱成像系统,采用透射式THz-TDS系统对改性PP材料的光学参数进行了检测,测定了该材料在太赫兹波段的折射率,其数值为1.53。设计了一种改性PP材料平底洞样品,采用反射式THz-TDS成像系统对其进行成像,采用了反卷积滤波技术对THz信号进行处理,提高了信号的信噪比,提出了一种基于飞行时间的太赫兹时域光谱层析成像技术,采用已测定的改性PP材料的折射率,通过飞行时间层析成像技术对该样品的太赫兹检测结果进行了三维重构,厚度测量精度为0.01mm。     

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。     

小波去噪在太赫兹无损检测中的应用

提出了层析短时积分成像法,并通过实验验证了该方法的数据质量更高,成像效果优于传统的层析成像法;在小波去噪理论方面,结合太赫兹信号的特点提出δ-σ评价规则,利用该评价规则遴选出最优的小波去噪组合(即sym7小波,分解尺度为5),并以此为基础设计酚醛塑料样件进行无损检测层析短时积分成像实验,对比不同的小波去噪组合,从识别缺陷数量、缺陷识别率这两个主观评价指标和韦伯对比度这一客观评价指标上对比小波去噪的效果,结果表明:sym7小波(分解尺度为5,软阈值处理)对酚醛楔形缺陷无损检测信号小波去噪具有良好的效果,信号预处理后的样件无损检测图像背景噪声带得到了有效抑制,预制缺陷与背景区域的对比效果更加明显,能够清晰准确地获取样件的内部结构变化。     

基于太赫兹时域光谱技术的橡胶材料无损检测

针对橡胶材料与金属板粘接样件厚度及粘接质量,采用反射式太赫兹时域光谱(THz- TDS)系统对其进行无损检测。通过对检测数据中各点时域波形飞行时间信息的分析,得到样件橡胶部分的二维厚度分布图,实现了橡胶样件厚度分布的可视化成像;通过对检测数据中特征点波形及B-Scan图像的综合分析,判断出样件的分层缺陷。该研究结果为橡胶材料厚度及分层缺陷的无损检测提供了有效的解决办法。     

基于太赫兹时域光谱的胶层厚度均匀性检测

太赫兹波与不同的介质相互作用,探测器在不同的时间节点检测到携带介质信息的太赫兹时域波形,分析不同时域波形峰值点的飞行时间差,分别建立了透射式和反射式太赫兹无损检测单点厚度提取模型。在柔性装配过程中,一般有机硅胶的折射率难以提取,基于单点厚度提取模型,绘制了胶层空间分布三维形貌图,并提出了采用厚度均匀性标准偏差的方法评价胶层空间分布离散性。太赫兹时域光谱技术系统分析胶层厚度的均匀性,检测精度可达100μm,对保证胶层连接强度有重要意义。     

PMI异形曲面构件太赫兹时域光谱检测

异形曲面构件在航空、航天、船舶等领域应用广泛,其粘接质量成为影响工作安全的重要因素。太赫兹凭借其独特的物理特性,近乎是对聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)材料粘接质量进行检测的唯一手段。异形曲面构件上下表面曲率不一致,仅以上表面作为基准曲面进行路径规划时,无法对异形曲面构件粘接质量进行准确判断。对此,在下表面固定不同形状的金属片模拟粘接层中的缺陷,分别以异形曲面构件上下表面为基准曲面,采用机器人化太赫兹时域光谱检测系统进行检测。对上下表面2个基准曲面的太赫兹成像结果进行对比分析,结果表明,以下表面为基准曲面进行检测时,区域Ⅱ、Ⅲ处信号信噪比,较上表面为基准曲面检测时提高12.09 dB、10.39 dB;区域Ⅱ、Ⅲ处金属片实际检测面积与理论面积比值,较上表面为基准曲面检测时提高55.97%、80.81%,更好地满足了异形曲面构件的检测要求。这项工作将促进太赫兹成像在实践中的应用,并为相关领域的进一步研究提供支撑。