基于太赫茲成像技術(shù)測定汽車涂層的厚度和質(zhì)量

刊名：IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology（英）

刊期：2014年第4期

作者：J.Axel Zeitler

編譯：王亮

提出了利用太赫茲脈沖成像技術(shù)測量汽車4層涂料的厚度和質(zhì)量，涂料由金屬和非金屬制成。當(dāng)太赫茲波在多層媒質(zhì)中傳播時，采用一維電磁模型與數(shù)值擬合相結(jié)合的方法，測定折射率、消光系數(shù)和單層漆層厚度。這種方法能夠?qū)⑼鈱油苛虾穸瓤刂圃?8μm，并在單一和多種汽車漆樣品中得到了驗證。太赫茲測量結(jié)果已經(jīng)作為其它技術(shù)測量結(jié)果的基準(zhǔn)，并應(yīng)用于汽車制造無損檢測（超聲和渦電流檢測、X射線微機斷層掃描和表面輪廓技術(shù)），各種技術(shù)之間具有很好的一致性，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，其優(yōu)點是采用非接觸的方法，能夠通過信息的二維映射技術(shù)在空間上解決涂層厚度分布問題。

研究出了測量單層漆層厚度的新方法，這種方法可以測量不同金屬和非金屬涂層材料的厚度。太赫茲脈沖成像技術(shù)與其它方法比較具有更好的準(zhǔn)確度。太赫茲脈沖成像技術(shù)的優(yōu)點：①與傳統(tǒng)相比，屬于非接觸式測量；②能夠測量各種涂層薄膜與襯底的厚度；③可以測量多層涂層的單層厚度；④能夠獲得表面厚度分布圖，而不是進行單點測量。此外，太赫茲脈沖成像技術(shù)還可應(yīng)用于內(nèi)漆層厚度測量和干濕度變化監(jiān)控等方面。

由于太赫茲時域光譜技術(shù)有了最新發(fā)展，因此擴大了無損檢測的應(yīng)用范圍，包括飛機的材料無損評價、藥物性能測試和爆炸物檢測等。人們正在探索太赫茲技術(shù)更廣的應(yīng)用范圍，如應(yīng)用于汽車制造業(yè)油漆層無損檢測的太赫茲遙感技術(shù)。涂裝是汽車制造業(yè)非常重要的處理工藝，因為漆層不僅能改變車輛的顏色，而且能防紫外輻射、腐蝕、劃傷，同時能夠防止有毒化學(xué)物質(zhì)造成的損害。

常規(guī)測量商用車漆層厚度的方法如磁力計檢測、渦電流測量、超聲檢測等，這些檢測都需要測量傳感器和汽車表面油漆之間直接接觸，且局限于數(shù)量有限的采樣點，因此在監(jiān)測車輛表面干燥過程和涂層厚度分布時不能發(fā)現(xiàn)涂層缺陷。磁力計和渦電流測量僅可用于金屬基材涂層厚度的測量；超聲技術(shù)能夠測量單層涂層厚度；其它技術(shù)只能測量涂層的總厚度。