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Terasense太赫兹成像技术检测鸡蛋气隙的无损检测(NDT)

发布时间 : 2025-07-10  浏览次数 :

一、测试背景

Terasense 公司多年前已停止接收客户样本以验证应用可行性,因为不同材料在透射率、厚度、内部结构等方面存在显著差异,必须经过实际测试才能保证应用成功。近年来,公司多次收到关于鸡蛋无损检测(NDT)的咨询。由于鸡蛋样本易于获取,研发团队决定自主开展测试,探究太赫兹(THz)成像系统在检测鸡蛋气隙方面的能力。

二、测试设置

(一)设备

本次测试使用的设备包括:

标准 2D / 矩阵太赫兹成像相机 Tera-1024;常规 100GHz(80mW)源(IMATT 发生器),配套有锥形喇叭天线和准直透镜。

Terasense太赫兹成像技术检测鸡蛋气隙的无损检测(NDT)(图1)Terasense太赫兹成像技术检测鸡蛋气隙的无损检测(NDT)(图2)

(二)样本处理

通过在鸡蛋上钻孔,随后用注射器抽出一定量的鸡蛋内容物来制造气隙。在本次测试中,部分鸡蛋被抽出了 30ml 的内容物。

(三)参数与放置

相机曝光参数设为 5,以获得最佳图像效果。鸡蛋垂直放置在相机传感器阵列表面附近。

三、测试结果

(一)不同状态鸡蛋的太赫兹图像对比

测试获取了两个不同鸡蛋的太赫兹图像,左侧为完整无损的鸡蛋,右侧为移除 30ml 内容物的鸡蛋(如下表所示)。从图像中可以清晰地看出两者存在明显差异。

 

鸡蛋状态

太赫兹图像

完整鸡蛋(EGG2:full+exposition5)  

Terasense太赫兹成像技术检测鸡蛋气隙的无损检测(NDT)(图3)

移除 30ml 内容物的鸡蛋(EGG2:-30ml+exposition5)

Terasense太赫兹成像技术检测鸡蛋气隙的无损检测(NDT)(图4)

(二)图像随时间的变化

对于移除 30ml 内容物的鸡蛋(EGG1:-30ml+exposition5),其太赫兹图像会随时间发生变化。这是因为蛋液会在蛋壳内壁慢慢干燥,具体变化如下:

Terasense太赫兹成像技术检测鸡蛋气隙的无损检测(NDT)(图5)

四、关键发现与挑战

(一)挑战

鸡蛋非扁平的形状给检测工作带来了一定的复杂性,增加了检测的难度。

(二)太赫兹源选择

1. 100GHz(80mW)源输出功率适宜,能够满足检测需求,且不会导致过曝。若使用更强大的波源,可能会出现过曝现象,影响检测结果。

2. 300GHz 扫描仪因在该频率下衍射水平远高于 100GHz,会破坏太赫兹图像,不适合用于检测鸡蛋气隙。

(三)检测能力

30ml 内容物的差异在太赫兹图像中可被明确检测到。本次测试所使用的太赫兹矩阵成像相机像素间距为 1.5mm,与 100GHz 高速线性太赫兹成像扫描系统相同,更适合工业在线无损检测应用。

五、结论

本次测试表明,使用太赫兹成像技术能够有效检测鸡蛋内部的气隙,100GHz 源在该检测中表现出较好的适用性。尽管鸡蛋的形状带来了一定挑战,但仍能清晰识别出 30ml 内容物差异所产生的气隙,为鸡蛋的无损检测提供了可行的技术方案。