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基于太赫兹光谱的玻璃纤维复合材料缺陷检测实验分析

郭小弟  
【摘要】:玻璃纤维复合材料由于性能优良而被各个领域广泛应用。但是在使用的过程中不可避免的会出现各种缺陷,为了保证玻璃纤维复合材料的安全应用,不得不采用无损检测技术对其缺陷进行检测分析。本文基于太赫兹时域光谱对玻璃纤维复合材料缺陷无损检测进行了一系列系统的研究,主要研究内容如下:(1)采用透射式太赫兹时域光谱系统对多种不同缺陷的玻璃纤维样品的折射率和吸收系数进行研究,结果表明:不同缺陷样品的折射率和吸收系数均不同,在0.2-1.8THz范围内样品的折射率会随着频率的增加而整体呈现出先增大后减小的趋势,所有缺陷样品的平均折射率在1.7736左右;不同缺陷情况的吸收峰位置也有所不同,主要集中在0.8-1.75THz范围内,各种缺陷样品都有4-5个比较明显的吸收峰。(2)对1mm厚的玻璃纤维多种缺陷样品进行透射式和反射式太赫兹光谱成像,结果表明:孔洞缺陷样品的透射式成像结果能够清晰的反映缺陷情况,但是划伤缺陷的成像结果与实际的缺陷情况有出入;反射式太赫兹光谱成像技术对热损伤、背面金属以及表面粘贴铝箔样品缺陷检测效果明显,但是对划伤(磨损)和孔洞缺陷样品检测效果不太明显,只能反应缺陷的大概轮廓,无法清晰的显示缺陷的具体细节。(3)本文将长×宽×高为10×10×1mm大小的玻璃纤维缠绕材料典型缺陷的太赫兹成像结果、扫描电镜结果以及DR成像结果做了对比分析,结果表明:DR成像结果更加清楚、缺陷轮廓更加明显。同时,扫描电镜的结果能够清楚的反映出样品的材料构成,以及样品缺陷的微观结构。(4)对2种典型缺陷的太赫兹成像结果和DR成像结果做了图像增强和图像分割的处理,与原始的检测结果相比图像处理的结果更能反映缺陷的实际情况。


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