基于太赫茲成像技術測定汽車涂層的厚度和質量

基于太赫茲成像技術測定汽車涂層的厚度和質量

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測量汽車4層涂料的厚度和質量，涂料由金屬和非金屬制成。當太赫茲波在多層媒質中傳播時，采用一維電磁模型與數值擬合相結合的方法，測定折射率、消光系數和單層漆層厚度。這種方法能夠將外層涂料厚度控制在18μm，并在單一和多種汽車漆樣品中得到了驗證。太赫茲測量結果已經作為其它技術測量結果的基準，并應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），各種技術之間具有很好的一致性，與傳統技術相比，其優點是采用非接觸的方法，能夠通過信息的二維映射技術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與其它方法比較具有更好的準確度。太赫茲脈沖成像技術的優點：①與傳統相比，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還可應用于內漆層厚度測量和干濕度變化監控等方面。

由于太赫茲時域光譜技術有了最新發展，因此擴大了無損檢測的應用范圍，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更廣的應用范圍，如應用于汽車制造業油漆層無損檢測的太赫茲遙感技術。涂裝是汽車制造業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物質造成的損害。

常規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，且局限于數量有限的采樣點，因此在監測車輛表面干燥過程和涂層厚度分布時不能發現涂層缺陷。磁力計和渦電流測量僅可用于金屬基材涂層厚度的測量；超聲技術能夠測量單層涂層厚度；其它技術只能測量涂層的總厚度。