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新型柔性太赫兹相机可以检查各种形状的物体

时间:2021-08-18 来源网站:辽宁化工机械网

新型柔性太赫兹相机可以检查各种形状的物体

在当今的数字时代,“物联网”(嵌入了软件和传感器的设备)的使用已变得广泛。这些设备包括无线设备,自动机械,可穿戴传感器和安全系统。

由于具有复杂的结构和特性,因此需要仔细检查它们,以评估其安全性和实用性并排除任何潜在的缺陷中国机械网okmao.com。但是,与此同时,必须避免在检查过程中损坏设备。

太赫兹(THz)成像基于频率在0.1到10 THz之间的辐射,是一种非破坏性方法,由于其高穿透性,分辨率和灵敏度而迅速普及。

但是,常规的THz摄像机体积大且坚固,因此限制了它们在成像不平坦表面时的潜力。此外,它们的高成本和传感器配置的通用性不足使它们成为不切实际的替代方案,因此需要更具适应性的传感器。

为此,由东京理工大学的研究人员在副教授河野幸男(Yukio Kawano)的带领下,通过设计一种灵活的独立式THz传感器阵列来解决这一差距,该阵列可用于对不规则形状的物体的盲端进行成像。

Kawano博士欣喜若狂地发表在《高级功能材料》上的发现:“鉴于测试对象的形状,结构和尺寸的多样性,必须对摄像头的设计和传感器进行调整以适应不同的配置。在我们的研究中,我们开发了一种简单且具有成本效益的制造方法来生产形状适应性强的太赫兹相机。”

科学家们知道,用于此类传感器的材料必须在THz光谱中具有良好的吸收能力,并且必须具有将发射转换为可检测电信号的高效率。因此,他们选择了碳纳米管(CNT)膜,还具有良好的机械强度和柔韧性。他们使CNT溶液通过带有激光诱导缝隙的聚酰亚胺膜和使用真空的膜滤器。

干燥后,CNT溶液保持为在图案化的聚酰亚胺膜的各层之间的独立悬浮结构。此外,他们基于CNT膜阵列的自组装及其从两端电极形成电极的能力,开发了一种简单的制造工艺。

为此,它们蒸发了图案化的聚酰亚胺膜上的金属电极。这些过程一起生成了具有多个摄像机的太赫兹摄像机补丁表。有趣的是,可以通过改变过滤条件和摩擦力来改变悬浮的CNT膜的结构,从而使工艺可定制。

此外,可以用剪刀将补片切成较小的便携式和可穿戴式传感器,该传感器可以连接到测试对象的表面以获得更好的覆盖范围。研究人员能够通过检测和可视化树脂中的聚合物的裂纹,杂质和不均匀涂层,并检测弯管内的污泥来证明其相机的工业应用,从而突显了相机在质量控制操作中的潜力。

Kawano博士强调了其设计的应用,他说:“我们的贴片相机可以轻松地设置成用于大型和不可移动物体的成像。独特的2-D THz相机贴片可以缓解与物体的形状和位置有关的限制,对无损监控传感器网络的意义重大。”