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《南京林业大学》 2017年
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基于太赫兹时域成像技术的板材特性检测

徐雨田  
【摘要】:太赫兹(THz)波是一种在0.1~10THz频率范围内的电磁波(1THz=1012Hz),其辐射能量低,一般不会对样本造成结构和生物特性的破坏,同时还具有穿透性和识别指纹谱的特性。太赫兹技术在基础研究、生物医学、无损检测和军事探测等方面有着广泛的应用。太赫兹时域成像技术是太赫兹技术最有应用前景的领域之一,能够对样本进行快速、高效、全面的检测。近年来,太赫兹光谱成像技术逐步应用于木材的无损检测。目前大部分研究针对木材进行光谱特征检测,对三合板尤其是内部结构进行成像研究较少,不能解析三合板的表面和内部信息。并且对木材的成像结果大多还停留在灰度成像级别,成像效果大多不太理想,成像装置也比较复杂。基于太赫兹信号对生物样品的无损性和良好的穿透性,我们采用太赫兹成像技术对板材中的三合板进行检测。本课题首次利用太赫兹时域成像技术对三合板进行检测,通过研究太赫兹成像系统的基本指标,确定太赫兹成像系统的分辨率。其次,利用太赫兹时域系统对三合板表面进行成像,对比几种成像方式,采用最大值成像方式,并对成像结果进行分析和算法增强。接着对三合板的内部进行太赫兹成像,结合内部分层情况分析成像结果。最后对时域成像进行频率转换得到频域成像结果。主要的工作内容包括:1、利用太赫兹成像系统对三合板进行成像研究之前,先对太赫兹成像系统进行基本参数的确定,通过测定系统能够分辨的最小距离来鉴定仪器的成像分辨率,最后根据多组不同样本的结果确定样本表面的成像分辨率为0.2mm。2、对三合板表面进行成像,太赫兹表面成像的结果能够直观表现三合板表面明暗相间的纹理。然后我们通过锐利增强算法对太赫兹图像进行边缘效果增强。3、利用太赫兹成像系统对三合板内部及截面进行成像研究,结合三合板时域光谱图来分析三合板内部结构和厚度。三合板第一层厚度标称尺寸为100mm,测量值与真实值之间的误差在8%以内。由于三合板内部对太赫兹波吸收较大,所以深层厚度的结果出现失真。结果表明,本实验使用的太赫兹系统只能对表面浅层进行成像,内部深层界面成像结果失真。4、对获得的太赫兹时域成像信息进行算法处理从而得到频率信息,并对不同的频域信息重构成图。对比不同频域下的成像结果发现在低频段,成像分辨率随着频域增加逐步提高。当频率增加到1.5THz以上,系统信噪比急剧降低,导致成像的结果与理论存在差异,在高频段出现图像失真。
【学位授予单位】:南京林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP391.41;O441

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨霏;刘丽萍;宋茂江;韩锋;沈力;胡鹏飞;张放;;正入射反射式太赫兹光谱测量的不确定度分析(英文)[J];红外与毫米波学报;2017年01期
2 张卓勇;张欣;;太赫兹时域光谱技术应用研究进展[J];光谱学与光谱分析;2016年S1期
3 时翔;张超;钱嵩松;邢业新;;太赫兹波定向天线设计与分析[J];激光与光电子学进展;2016年10期
4 应鑫蕾;;木材无损检测技术研究历史、现状和展望[J];求知导刊;2016年04期
5 朱新建;何璇;王品;高丹丹;邱妍;何庆华;吴宝明;;太赫兹成像技术应用于烧伤检测的研究发展[J];生物医学工程学杂志;2016年01期
6 李大圣;邓楚强;刘振华;孙俊;金林;;太赫兹成像雷达系统研究进展[J];微波学报;2015年06期
7 武文彬;孙璟宇;王新柯;;太赫兹(THz)成像技术测量几何特性概述[J];航空科学技术;2015年11期
8 Jin ZHANG;Qing-feng XU;Yi-xiang XU;Ming ZHANG;;基于无损检测与木材力学性能相关性的既有木构件剩余抗弯承载力研究(英文)[J];Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering);2015年07期
9 王再超;李光辉;冯海林;方益明;费欢;;基于应力波和支持向量机的木材缺陷识别分类方法[J];南京林业大学学报(自然科学版);2015年03期
10 鹿文亮;娄淑琴;王鑫;申艳;盛新志;;基于太赫兹时域光谱技术的伪色彩太赫兹成像的实验研究[J];物理学报;2015年11期
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1 韩书霞;基于CT技术和分形特征的木材物理性质及缺陷检测研究[D];东北林业大学;2010年
2 刘欢;用于差频产生THz波的激光器及THz光子晶体带隙特性的研究[D];天津大学;2007年
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1 王再超;基于多特征的木材缺陷识别与影响因素的研究[D];浙江农林大学;2015年
2 马欣然;木材的太赫兹波光谱特性及参数提取算法研究[D];东北林业大学;2015年
3 于云飞;基于微桥结构的太赫兹探测器测试技术研究[D];电子科技大学;2015年
4 郭田田;太赫兹脉冲扫描成像算法及其应用[D];电子科技大学;2015年
5 邹盛武;太赫兹脉冲产生与整形有限差分时域模拟[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2013年
6 烟凤芸;皮肤组织癌变特性的太赫兹光谱研究[D];天津大学;2012年
7 梁玉庆;反射式太赫兹波谱成像技术[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2011年
8 吴福社;树木无损检测方法和安全性评估初探[D];安徽农业大学;2011年
9 吴兆耀;连续波太赫兹成像实验研究[D];电子科技大学;2010年
10 李建松;光学差频产生中红外激光和太赫兹辐射的研究[D];天津大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 ZHANG Dandan;REN Jiaojiao;LI Lijuan;CAO Guohua;;Terahertz Time-Domain Spectroscopy method for optical parameter extraction of plastic materials[J];太赫兹科学与电子信息学报;2017年06期
2 林斌;;太赫兹波段三维渐变介电常数阵列天线[J];电子产品世界;2017年12期
3 熊伟俊;杨绪兵;云挺;朱正礼;;基于快速l_1算法和LBP算法的木材缺陷识别[J];数据采集与处理;2017年06期
4 徐雨田;蒋玲;虞江萍;;基于太赫兹时域成像技术的三合板检测[J];山西电子技术;2017年02期
5 林斌;;顶加载分形光子晶体太赫兹波段天线设计[J];电子技术应用;2017年02期
6 刘嘉新;刘立伟;王克奇;;基于小波包和RBF神经网络的木材空洞诊断研究[J];西南林业大学学报;2016年06期
7 陈跃;;改进可拓理论的带钢表面缺陷图像分类方法[J];南京师范大学学报(工程技术版);2016年03期
8 刘丰禄;姜芳;王喜平;张厚江;杨志慧;;应力波在落叶松活立木中传播二维模拟研究[J];西北林学院学报;2016年04期
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1 简川霞;手机玻璃屏表面缺陷机器视觉检测与分类方法研究[D];广东工业大学;2017年
2 葛浙东;木材X射线断层扫描图像重建算法构建与系统研发[D];中国林业科学研究院;2016年
3 李素梅;量子限制杂质能级间跃迁及其在太赫兹发光器的应用研究[D];山东大学;2011年
4 田东斌;环形光栅包层THz空芯波导器件的研究[D];电子科技大学;2011年
5 李胜;光子晶体和电磁超颖材料在太赫兹频段的应用研究[D];电子科技大学;2010年
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1 徐雨田;基于太赫兹时域成像技术的板材特性检测[D];南京林业大学;2017年
2 魏佳宾;太赫兹时域光谱成像系统构建及应用研究[D];西南科技大学;2017年
3 任宏基;基于电磁波传播特性的在线无损检测系统[D];重庆大学;2016年
4 陈伟钦;太赫兹阵列探测器成像技术的研究与实现[D];电子科技大学;2016年
5 马欣然;木材的太赫兹波光谱特性及参数提取算法研究[D];东北林业大学;2015年
6 张孝;基于忆阻器的全差分局部无源内插TDC设计[D];国防科学技术大学;2015年
7 张婉婷;季节变化对活立木树枝力学特性的影响研究[D];东北林业大学;2014年
8 胡兵;树洞周边愈伤木与正常木的材性比较及树杈形态结构与力学强度的研究[D];安徽农业大学;2013年
9 冯永;基于FPGA的LFMCW_THz成像数据采集与传输系统应用研究[D];重庆大学;2013年
10 赵军凯;调频连续太赫兹波成像的信号探测与采集系统设计[D];重庆大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李勇;翟晓霞;张文静;艾丽娜;;太赫兹圆锥喇叭容差分析[J];微波学报;2016年01期
2 高继红;贾敬岳;张月蘅;沈文忠;;太赫兹量子阱探测器性能研究及提高[J];红外与毫米波学报;2015年06期
3 王雪敏;沈昌乐;蒋涛;湛治强;黎维华;彭丽萍;邓青华;樊龙;王新明;阎大伟;赵妍;吴卫东;唐永建;;2.5THz量子级联激光器的研制[J];强激光与粒子束;2015年12期
4 史生才;李婧;张文;缪巍;;超高灵敏度太赫兹超导探测器[J];物理学报;2015年22期
5 张卓勇;宋月;;基于BS结构的太赫兹光谱数据库的设计与实现[J];光谱学与光谱分析;2015年09期
6 王亚海;胡大海;杜刘革;颜振;刘伟;;太赫兹快速成像技术[J];微波学报;2015年S1期
7 高子震;王正;张晓冬;;对桉木胶合板液氮处理前后的动态弹性模量测量与分析[J];木工机床;2014年03期
8 周俊;刘盛纲;;太赫兹生物医学应用的研究进展[J];现代应用物理;2014年02期
9 闵碧波;曾嫦娥;印欣;马俊海;;太赫兹技术在军事和航天领域的应用[J];太赫兹科学与电子信息学报;2014年03期
10 刘尚建;余菲;李凯;周静;;太赫兹光谱与成像在生物医学领域中的应用[J];物理;2013年11期
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1 孙丽萍;木材含水率在线检测融合体系及仿真技术研究[D];东北林业大学;2008年
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1 樊博;基于PCIe的高速图像采集处理关键技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2013年
2 林坤;基于PCIe的高速数据采集卡的FPGA设计与实现[D];电子科技大学;2013年
3 黄泽武;基于PCI Express的大面阵红外焦平面图像采集系统的设计与实现[D];电子科技大学;2013年
4 杨书兵;基于Windows CE的红外热像仪软件设计[D];电子科技大学;2013年
5 宋世全;基于支持向量机的原木树种及原木内部孔洞缺陷辨识[D];东北林业大学;2012年
6 张文莉;基于傅里叶变换太赫兹光谱系统的研究[D];华中科技大学;2011年
7 吴福社;树木无损检测方法和安全性评估初探[D];安徽农业大学;2011年
8 姚宝岱;基于太赫兹波的爆炸物探测技术[D];中北大学;2011年
9 潘玉霞;基于PCI Express总线高速数据采集卡的设计[D];中北大学;2011年
10 孙永明;皮肤癌变组织透射式太赫兹光谱成像研究[D];天津大学;2010年
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1 ;第5届超快现象与太赫兹波国际研讨会通知[J];光学精密工程;2010年05期
2 李旭;;魔力太赫兹 神奇“先锋队”——访首都师范大学太赫兹波谱与成像实验室[J];中国发明与专利;2012年04期
3 ;第六届超快现象与太赫兹波国际研讨会[J];科技导报;2012年14期
4 Bradley Ferguson,张希成;太赫兹科学与技术研究回顾[J];物理;2003年05期
5 张蕾,徐新龙,汪力,李福利;太赫兹射线成像的进展概况[J];首都师范大学学报(自然科学版);2005年01期
6 周泽魁;张同军;张光新;;太赫兹波科学与技术[J];自动化仪表;2006年03期
7 李玉林;陈华;汪力;彭慰先;;太赫兹波的产生、传播和探测[J];现代物理知识;2006年03期
8 江世亮;邱德青;王禹;;太赫兹:又一场“前沿革命”——该技术“空白领域”渐成热门,将极大地改变人类生活[J];世界科学;2006年10期
9 戴建明;谢旭;张希成;;利用空气来探测脉冲太赫兹波[J];物理;2007年03期
10 王琳;陈鹤鸣;;太赫兹辐射源与波导耦合研究新进展[J];光电子技术;2007年04期
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1 张存林;牧凯军;;太赫兹波谱与成像[A];第八届全国光学前沿问题讨论会论文集[C];2009年
2 张敏;权润爱;阮双琛;梁华伟;苏红;;连续太赫兹波在产品分布检测中的应用[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2009年
3 戴厚梅;刘劲松;;空气中产生太赫兹波过程的研究进展[A];第十三届全国红外加热暨红外医学发展研讨会论文及论文摘要集[C];2011年
4 李喜来;徐军;曹付允;朱桂芳;侯洵;;太赫兹波军事应用研究[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
5 张存林;赵国忠;;太赫兹波的应用[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
6 张存林;赵国忠;沈京玲;张岩;;太赫兹波谱与成像[A];第七届全国光学前沿问题讨论会论文摘要集[C];2007年
7 范文慧;;太赫兹波谱成像技术与应用[A];第十届全国光电技术学术交流会论文集[C];2012年
8 赵国忠;梁卫华;张存林;杨国桢;;太赫兹波传播特性及成像研究[A];第七届全国光学前沿问题讨论会论文摘要集[C];2007年
9 郭澜涛;牧凯军;左剑;张振伟;张存林;;爆炸物的太赫兹超宽带光谱研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
10 孟增睿;张伟斌;;太赫兹光谱探测技术在安全领域的研究进展[A];第二届全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集[C];2013年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 袁志勇;张岩:借太赫兹波“穿墙透视”[N];科技日报;2013年
2 本报记者 江世亮 邱德青 实习生 王禹;太赫兹:又一场“前沿革命”[N];文汇报;2006年
3 记者 任海军;有设备会“透视”可“分辨”爆炸物[N];新华每日电讯;2010年
4 常丽君;太赫兹脉冲可提高砷化镓电子密度[N];科技日报;2011年
5 本报记者  缪琴;神奇“太赫兹”改变你生活[N];成都日报;2006年
6 常丽君;科学家开发出石墨烯太赫兹设备样机[N];科技日报;2012年
7 ;英“远程透视眼”能看穿衣服,但不看“隐私”[N];新华每日电讯;2008年
8 实习记者 唐焘逸;反暴恐利器:国内首台太赫兹安检仪发布[N];中国航空报;2014年
9 刘霞;集成太赫兹收发器在美问世[N];科技日报;2010年
10 本报记者 侯铁中;太赫兹研究的中国高度[N];科技日报;2014年
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1 王伟涛;新型太赫兹参量源研究[D];山东大学;2015年
2 张彪;太赫兹雷达成像算法研究[D];电子科技大学;2015年
3 黄海漩;基于二元光学矢量理论的太赫兹亚波长功能器件研究[D];深圳大学;2015年
4 李辉;基于连续太赫兹波检测人体呼吸运动的研究[D];第四军医大学;2015年
5 苟君;基于氧化钒辐射热计的室温太赫兹探测器研究[D];电子科技大学;2014年
6 赖伟恩;太赫兹时域光谱与新颖太赫兹薄膜器件的研究[D];电子科技大学;2015年
7 陈琦;几种新型微波无源器件及太赫兹滤波器的研究[D];电子科技大学;2014年
8 王蓉蓉;大气水凝物中THz波和红外波的辐射传输特性[D];西安电子科技大学;2015年
9 刘建军;太赫兹时域光谱技术在转基因物质检测上的识别方法研究[D];西安电子科技大学;2015年
10 刘项;基于金属表面等离子激元的太赫兹波段功能器件研究[D];浙江大学;2015年
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1 徐雨田;基于太赫兹时域成像技术的板材特性检测[D];南京林业大学;2017年
2 马欣然;木材的太赫兹波光谱特性及参数提取算法研究[D];东北林业大学;2015年
3 唐关琦;大能量纳秒太赫兹参量源研究[D];山东大学;2015年
4 李进;基于太赫兹时域光谱技术的水蒸汽传输特性研究[D];西南科技大学;2015年
5 王磊;亚波长金属微结构对太赫兹波偏振调制作用的研究[D];复旦大学;2014年
6 吴三统;基于单片集成二极管技术的太赫兹倍频链路研究[D];电子科技大学;2014年
7 孙振龙;太赫兹快速成像系统的研究[D];南京大学;2014年
8 樊霖;太赫兹探测器读出电路设计[D];电子科技大学;2015年
9 谢佳林;基于钽酸锂晶体的热释电太赫兹探测系统的设计[D];电子科技大学;2015年
10 孙琳琳;太赫兹波段基于HEMT人工微结构的制备与基础研究[D];电子科技大学;2015年
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