تکنولوژی نوین آزمون غیرمخرب با استفاده از امواج تراهرتز

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه کاشان، دانشکده فیزیک، گروه لیزر و فوتونیک

2 دانشگاه شهید بهشتی، موسسه‌ی تحقیقات لیزر و پلاسما

3 سازمان انرژی اتمی ایران، شرکت سوخت راکتورهای هسته‌ای، صندوق پستی: 1957-81465

چکیده

در این پژوهش امکان ارزیابی مواد به صورت غیر مخرب با استفاده از امواج تراهرتز بررسی شد. برای این منظور نتایج حاصل از تعیین ابعاد عیوب مشخص روی نمونه-های الگوی ساخته شده از جنس آلومینیوم، پلکسی گلاس و سرامیک دی اکسید زیرکونیوم با نتایج حاصل از اندازه‌گیری‌های ابعادی با روش‌هایی نظیر ماشین اندازه-گیری مختصات، میکروایکس و ماشین اندازه‌گیری مرئی مقایسه گردید. جهت انجام پژوهش، بسته به ماهیت نمونه و اطلاعات مورد نیاز از دو چیدمان سیستم تصویربرداری تراهرتز عبوری و انعکاسی بر پایه‌ی سیستم طیف سنجی حوزه‌ی زمانی تراهرتز استفاده شد که در آن تولید و آشکارسازی پالسهای امواج تراهرتز با استفاده از یک لیزر فمتوثانیه انجام می‌شود. نتایج نشان داد آزمون غیرمخرب تراهرتز در تشخیص عیوب (عیوب سطحی بسیار کم عمق و عیوب مخفی در بافت نمونه) و اندازه‌گیری‌ها برتر از برخی روش‌های متداول ذکر شده است. در مجموع بسته به انتظار از آزمون و نوع عملکرد آن، روش تصویربرداری با امواج تراهرتز را می‌توان جزو آزمون‌های غیرمخرب قابل رقابت با روش های متداول دانست.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The modern technology of non-destructive test using terahertz waves

نویسندگان [English]

  • FARZAD Moradiannejad 1
  • Hamid Reza Zangeneh 1
  • Omid Panahi 2
  • Mohsen Golzar Shahri 3
  • S. Mohammad Ali Mortazavi 3
  • Ali Soori 3
1 Physics faculty, kashan university, iran
2 Shahid Beheshti University, Laser-Plasma Research Institute
3 IAEA
چکیده [English]

In this research, the possibility of evaluating non-destructive materials using terahertz waves was investigated. For this purpose, the results of determining the specific defects dimensions on the samples of aluminum, plexiglas and ceramic zirconium dioxide with the results of dimensional measurements with methods such as Coordinate Measuring Machine (CMM), micro-X and Visual Measurement Machine (VMM) was compared. In order to conduct research, depending on the nature of the sample and the required information, two configurations (transmission and reflection) of the terahertz imaging system based on the terahertz time domain spectroscopy system were used in which the generation and detection of terahertz waves pulses were performed using a femto-second laser. The results showed that non-destructive terahertz test was used to identify defects (very shallow surface defects and hidden defects in sample tissue) and measurements were superior to some of the common methods. In the final, the terahertz wave imaging method is a non-destructive test that can compete with conventional methods.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Non-destructive test
  • terahertz waves
  • reference sample
  • image interpolate

[1] Siegel, P.H. (2002). Terahertz technology. IEEE Trans. Microw. Theory Tech., 50, 910–928.

[2] Zimdars, D., White, J.S., Stuk, G. (2006). Large area terahertz imaging and Nondestructive evaluation applications. Insight, 48, 537–539.

[3] Karpowicz, N., Zhong, H., Xu, J., Lin, K.I., Hwang, J.S., Zhang, X.C. (2005). Nondestructive Sub-THz CW Imaging. Proc. SPIE, 5727, 132–142.

[4] Lee, Y. S. (2008). Principles of Terahertz Science and Technology, 1th ed., Springer, New York, pp 51–62.

[5] Chiou, C.P., Thompson, R.B., Winfreew, W.P., Madaras, E.I., Seebo, J. (2006). Modeling and Processing of Terahertz Imaging in Space Shuttle External Tank Foam Inspection. Quant. Nondestruct. Eval, 412, 484–491.
 [6] Chiou, C.P., Thompson, R.B., Winfr, W.P., Madaras, E.I., Seebo, J. (2007). Processing Terahertz ray data in space shuttle inspection. Quant. Nondestruct. Eval, 894, 425–431.

[7] Wietzke, S., Jordens, C., Krumbholz, N. (2007). Terahertz imaging: A new Nondestructive technique for the quality control of plastic weld joints. J. Eur. Op. Soc. Rapid Publ., 2, 212–216.

[8] Roth, D.J., Seebo, J.P., Walker, J.L., Aldrin, J.C. (2007). Signal processing approaches for Terahertz data obtained from inspection of the shuttle external tank thermal protection system foam. Rev. Prog. Quant. Nondestruct. Eval, 894, 415–424.

[9] Zhu, Y., Tian, G., Lu, R., Zhang, H. (2011). A Review of Optical NDT Technologies. Sensors, 11, 7773–7798.

[10] Gryzagoridis, J., Findeis, D. (2010). Impact damage detection on composites using optical NDT techniques. Insight, 52, 248–251