本文關鍵詞： 太赫茲脈沖光譜法 飛行時間 多層 涂層厚度 非接觸 均勻性　出處：《光譜學與光譜分析》2017年11期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：在汽車工業(yè)、飛機、船舶等領域中,油漆的涂層厚度管理對產(chǎn)品防水、防銹功能和顏色效果有著重要影響,但是目前采用的商業(yè)化涂層測厚儀都是接觸式,并且很難直接獲得多層涂層中的各層厚度。利用反射式太赫茲時域光譜(THz-TDS)系統(tǒng)探測樣品的太赫茲脈沖光譜,基于脈沖回波的飛行時間建立簡易的單點漆膜厚度提取模型。并通過最小二乘法擬合油漆樣品的光學厚度與幾何厚度之間的線性關系計算出12種涂覆在鋁板上的油漆樣品的測量折射率,發(fā)現(xiàn)金屬油漆與非金屬油漆在太赫茲波段的折射率存在較大的差異,閃光銀色油漆樣品的測量折射率為5.15,而白色油漆樣品的測量折射率僅為2.64。在單層白色油漆樣品厚度分布均勻的區(qū)域內測量50個點的膜厚,以磁/渦流感應涂層測厚儀的測量數(shù)據(jù)為參考標準,得到的厚度平均值為71.7μm,測量誤差為3.5μm。對雙層油漆樣品進行二維掃描,測得白色油漆和底漆的厚度分布分別是(233±13)和(130±11)μm。同樣,通過黑色三層油漆樣品和銀色三層油漆樣品的二維分布圖,分析了各層的漆膜厚度及其分布的均勻性。結果表明,太赫茲脈沖光譜法實現(xiàn)了1~3層漆膜的厚度測量及其分布均勻性評估,該方法對金屬油漆的厚度分辨力較高,并且可通過非接觸探測樣品的太赫茲脈沖光譜,獲得多層油漆的各層厚度及厚度的二維分布信息,易于實現(xiàn)噴涂質量的評估。
[Abstract]:In the automotive industry, aircraft, ships and other fields, coating thickness management has an important impact on product waterproof, rust prevention function and color effect, but the current commercial coating thickness meter are all contact. And it is difficult to obtain the thickness of each layer in the multilayer coating directly. The THz pulse spectrum of the sample is detected by the reflection THz time domain spectroscopy (THz) system. Based on the time of flight of pulse echo, a simple single point film thickness extraction model was established, and the linear relationship between the optical thickness and geometric thickness of paint samples was fitted by the least square method. Twelve kinds of coatings coated on aluminum sheet were calculated. The refractive index of the paint sample, It is found that the refractive index of metallic paint and nonmetallic paint is quite different in terahertz band. The refractive index of a flash silver paint sample is 5.15, while that of a white paint sample is only 2.64.The thickness of the film is measured at 50 points in an area where the thickness of the single layer white paint sample is uniformly distributed. Taking the measurement data of magnetic / eddy current induction coating thickness meter as reference standard, the average thickness is 71.7 渭 m and the measurement error is 3.5 渭 m. The thickness distributions of white paint and primer are 233 鹵13) and 130 鹵11 渭 m, respectively. Based on the two-dimensional distribution of black and silver paint samples, the film thickness and its distribution uniformity of each layer are analyzed. Terahertz pulse spectrum method has been used to measure the thickness and evaluate the uniformity of the coating film. The method has high resolution to the thickness of metal paint, and can detect the THz spectrum of samples by non-contact detection. The two-dimensional distribution information of each layer thickness and thickness of multi-layer paint is obtained, which is easy to realize the evaluation of spray quality.
【作者單位】： 天津大學精密測試技術及儀器國家重點實驗室;天津大學太赫茲中心;
【基金】：科技部重大儀器專項(2011YQ15002105)資助
【分類號】：O657.3;TQ630.79

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本文編號：1512198