太赫兹技术在无损检测中的应用研究

第３卷第３期　２０１０年６月　中国光学与应用光学　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｏｐｔｉｃｓ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｏｐｔｉｃｓ　Ｖｏ１．３　Ｎｏ．３　Ｊｕｎｅ　２０１０　

文章编号１６７４—２９１５（２０１０）０３－０２０９—１４　

太赫兹技术及其应用研究进展　

蔡　禾，郭雪娇，和　挺，潘　锐，熊　伟，沈京玲　

（首都师范大学物理系，北京市ＴＨｚ波谱与成像重点实验室，　

ＴＨｚ光电子学教育部重点实验室，北京１０００４８）　

摘要：概述了利用光整流、光电导天线、参量振荡、空气等离子体等方式产生太赫兹（ＴＨｚ）波，以及利用电光取样、光电导　天线、空气等离子体等探测ＴＨｚ波的方法。阐述了ＴＨｚ时域光谱技术以及近年来发展的异步电光取样技术。讨论了　ＴＨｚ技术在各领域的应用。重点介绍了本课题组近年来致力于ＴＨｚ检测技术在毒品检测识别方面的研究情况。建立了　含有３８种纯度在９０％以上的ＴＨｚ毒品谱库，并采用人工神经网络、支持向量机等方法对毒品进行计算机自动识别，研　究确定了毒品纯度和有效成分含量的理论和实验方法。用高斯软件对个别品种，如甲基苯丙氨（ＭＡ）、氯氨酮、海洛因进　行了光谱解析，研究结果为实现毒品的实验室检测提供了依据。最后，简单综述了ＴＨｚ技术的发展前景。　关键词：ＴＨｚ波；无损检测；光谱分析；异步电光取样；综述　中图分类号：Ｏ４４１；ＴＮ２０９　文献标识码：Ａ　

Ｔｅｒａｈｅｒｔｚ　ｗａｖｅ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｎｅｗ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　

ＣＡＩ　Ｈｅ，ＧＵＯ　Ｘｕｅ－ｊｉａｏ，ＨＥ　Ｔｉｎｇ，ＰＡＮ　Ｒｕｉ，ＸＩＯＮＧ　Ｗｅｉ，ＳＨＥＮ　Ｊｉｎｇ—ｌｉｎｇ　

（Ｂｅｑｉｎｇ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｆｏｒ　Ｔｅｒａｈｅｒｔｚ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ　ａｎｄ　Ｉｍａｇｉｎｇ，　

Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｔｅｒａｈｅｒｔｚ　Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，　

太赫兹波技术的原理与无损检测应用

在当今发展迅速的科技领域中，太赫兹波技术作为一项新兴的技术领域，具有广泛的应用前景。本文将介绍太赫兹波技术的基本原理，并探讨其在无损检测领域的应用。

太赫兹波技术源于电磁波谱的太赫兹频段，频率范围位于红外光波和微波之间，波长在0.1毫米至1毫米之间。太赫兹波具有穿透力强、频率高、波长短等特点，能够对物质的吸收、透射和反射情况进行分析。太赫兹波的传输和检测技术主要包括光学、电子学和量子学等方面的研究。

太赫兹波技术的原理主要基于物质与太赫兹波之间的相互作用。当太赫兹波与物质相交互作用时，会发生反射、透射、散射等现象。这些现象会导致太赫兹波的幅值、相位发生变化，通过对太赫兹波的幅值和相位的测量，可以获取物质的信息。太赫兹波技术可以对材料的导电性、介电性、生物学性质等进行无损检测，广泛应用于材料科学、生物医学、安全检测等领域。

太赫兹波技术在材料科学领域的应用颇具潜力。利用太赫兹波的传输特性，可以非接触地对材料的物理性质进行表征。例如，太赫兹波技术可以用于非破坏性地检测材料的缺陷和异质性。通过扫描样品，可以获取太赫兹波的反射和透射信号，进而分析材料的吸收和散射情况，从而判断材料中可能存在的缺陷和异质性区域。

在生物医学领域，太赫兹波技术也被广泛应用于生物组织的无损检测。由于太赫兹波在生物组织中的吸收和散射特性与其他波段相比具有独特性，因此可以用于对皮肤、骨骼、肌肉等组织的检测。太赫兹波技术可以通过扫描人体，获取太赫兹波的反射和透射信号，进而对皮肤疾病、骨质疾病等进行无损检测，为医疗诊断提供可靠的数据支持。

在安全检测领域，太赫兹波技术具有独特的优势。由于太赫兹波可以穿透很多物质，并且对生物组织无辐射危害，因此可以用于安全探测，例如探测隐蔽武器、爆炸物、毒品等。太赫兹波技术可以通过对物体内部的太赫兹波反射和透射信号进行分析，检测物体的形状、组成和密度等信息，从而实现对潜在危险物质的无损检测。

无损检测在起重机中的技术应用

摘要: 结合起重机械的特点分析常用的无损检测方法及其应用，阐述了不同检测方法的参照标准和检测结果，笔者做了简单的论述。

关键词:无损检测;起重机;表述

起重机械是根据不同的形式结构来将各主要构件连接而成,安装在电气结构部件中。

1 起重机械无损检测技术要求

起重机械种类繁多,不同的起重机械应按其设计、制造、检验、试验和验收等技术条件进行检测。主要针对不同部件和特殊结构易产生缺陷的类型而采用相应的无损检测方法,并以相应的检测工艺和标准进行探伤和评价。

起重机械的所有零部件,如吊钩、电磁铁、真空吸盘、集装箱吊具及高强度螺栓、钢丝绳套管、吊链、滑轮、卷筒、齿轮、制动器、车轮、锚链和安全钩等,以及金属结构的本体和焊缝,如主梁腹板、盖板和翼缘板等对接焊缝等而言,均不允许存在裂纹等损伤,各机构在试验后也不允许出现裂纹和永久变形等损伤;大部分摩擦部件,如抓斗铰轴和衬套、吊具、钢丝绳、吊链环、滑轮、卷筒、齿轮、车轮等表面磨损量也都有严格的规定;某些部件及其焊缝,如吊钩、真空吸盘、集装箱吊具金属结构、金属结构原料钢板、各机构焊接接头等内部缺陷的当量尺寸也有明确规定;某些专用零部件,如钢丝绳等,也有专用的质量要求;有的对表面防腐涂层厚度也有规定。

2 起重机械主要无损检测方法

起重机械的检测方法多种。目视检测、渗透检测、金属磁记忆检测、声发射检测、应力应变测试和振动测试主要在安装和定期检验中采用,而射线检测主要在制造和安装中采用。

2.1 目视检测

目视检测主要是为了检测起重机械的全部和各部件的性能。主要检测内容有①机械部分金属结构的几何尺寸测量、表面质量检查、载荷试验、机械装置试验和安全保护装置试验等。②电气部分的电控装置、电气保护装置、保护接地、照明及信号电路检验等。检验方法主要采用量具测量和机构试运行等。

2.2 射线检测

一般在起重机械制造和安装阶段对钢结构部分对接焊缝进行射线检测,在用设备则较少采用。起重机械多采用钢板材料制造,与锅炉、压力容器等承压设备相比,壁厚较薄,常规x射线即可对起重机械的焊接质量进行检查。

第２７卷，第１１期　２　０　０　７年１　１月　光谱学与光谱分析　Ｖｏ１．２７，Ｎｏ．１１，ｐｐ２２２８－２２３４　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ　ａｎｄ　Ｓｐｅｃｔｒａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　Ｎｏｖｅｍｂｅｒ，２００７　

ＴＨｚ技术在农产品／食品品质检测中的应用　

闰战科ｈ　，张宏建　，应义斌　

１．浙江大学信息科学与工程学院，工业控制技术国家重点实验室，浙江杭州３１００２７　２．浙江大学生物系统工程与食品科学学院，生物图像与生物光电工程实验室，浙江杭州　３１００２９　

摘要农产品／食品的质量和品质问题越来越受人们关注。探索实际可行的农产品／食品的无损检测与品　

质评估技术正在成为研究热点。太赫兹（ＴＨｚ）辐射是位于中红外和微波波段之间的一段电磁波，具有非常　

重要的科学研究和应用价值。长期以来由于缺乏可行的ＴＨｚ波产生方法与探测手段，该波段相关领域的研　

究滞缓。ＴＨｚ光谱传感和成像技术是ＴＨｚ波的两个主要应用技术。ＴＨｚ光谱检测技术作为一种新型检测技　

术能够获得传统检测无法获得的信息。近十几年来，ＴＨｚ波用于来研究固、液、气相等各种物质的光电特　

性、分子内部振动和组成信息，在生物分析、医疗诊断、安全检测、环境控制等领域，ＴＨｚ技术显示出广阔　

的应用前景。文章介绍了ＴＨｚ波的主要性质、ＴＨｚ波检测技术的特点，论述了ＴＨｚ技术在农产品、食品质　量与品质检测中的最新进展及其应用的潜力。　

关键词太赫兹辐射；太赫兹光谱；太赫兹成像；食品检测　

中图分类号：０４３４．３　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００－０５９３（２００７）１１—２２２８—０７　

引　言　

ＴＨｚ辐射是指波长在０．０３～３　ｍｌｎ，频率在０．１～１Ｏ　

ＴＨｚ，典型中心频率为１ＴＨｚ的电磁波，位于微波和红外波　

段之间。长期以来由于缺乏有效的产生和探测手段，ＴＨｚ波　科学技术发展滞缓。近十几年来，随着超快激光及其相关技　

术的迅速发展，连续可调的ＴＨｚ脉冲波的产生已经不再困