虹科案例|亞太赫茲雷達(dá)實(shí)現(xiàn)金屬腐蝕與食品藥品包裝的無損檢測(cè)

前期介紹了虹科新品

亞太赫茲無損探測(cè)（NDT）雷達(dá)

具有3D成像、厚度測(cè)量與材料識(shí)別三大功能

虹科新品 | 亞太赫茲雷達(dá)無損檢測(cè)解決方案

今天為大家展示

虹科NDT雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)功能——3D成像在無損檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用案例
感受太赫茲雷達(dá)的絕佳技術(shù)優(yōu)勢(shì)！

1

虹科NDT雷達(dá)用于腐蝕檢測(cè)

目前，金屬基材在絕大多數(shù)汽車車身、飛機(jī)、船舶等中占主導(dǎo)地位。當(dāng)金屬暴露在環(huán)境中，會(huì)與周圍介質(zhì)（水、空氣、酸、堿、鹽、溶劑等）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生損耗與破壞的過程，稱為腐蝕。為了減少腐蝕，很多金屬基材會(huì)采用一些涂料進(jìn)行表面保護(hù)，根據(jù)涂層的狀態(tài)可以判斷是否產(chǎn)生了嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象。然而早期的腐蝕可能會(huì)在我們眼前被忽視，在油漆層，塑料薄膜等下，乍一看沒有明顯的外觀跡象，但是隨著時(shí)間會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重的腐蝕后果。

“車身腐蝕”

“船舶腐蝕”

腐蝕造成的惡化是巨大的，除了存在安全風(fēng)險(xiǎn)之外，它的后期維護(hù)成本可能非常高。因此，為了避免建筑物、汽車、工業(yè)機(jī)械、船舶、橋梁等的老化，最重要的是盡早預(yù)防和識(shí)別腐蝕現(xiàn)象。在腐蝕檢測(cè)中，通常采用簡(jiǎn)單的目視檢查，或者刮掉涂層對(duì)此類金屬基板進(jìn)行檢查或者統(tǒng)計(jì)分析，但這就損壞了待測(cè)樣品，并且整個(gè)過程耗時(shí)長且昂貴。

以非侵入性的方式在早期階段檢測(cè)腐蝕痕跡實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)維護(hù)或部件更換的方式更符合創(chuàng)新和趨勢(shì)。虹科亞太赫茲NDT雷達(dá)作為一種新的無損檢測(cè)工具，利用了太赫茲波對(duì)非極性物質(zhì)的穿透能力，可以穿透多個(gè)非透明表面保護(hù)層對(duì)金屬基板的腐蝕表面進(jìn)行非接觸、靈敏、無害的檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)腐蝕狀態(tài)的評(píng)估。

腐蝕檢測(cè)原理圖

具體原理如上圖：雷達(dá)發(fā)射的太赫茲波能夠穿透保護(hù)涂層到達(dá)金屬基板的表面，金屬對(duì)于太赫茲波是完全反射的，而存在腐蝕的區(qū)域反射率會(huì)有所變化，進(jìn)而雷達(dá)探測(cè)到的反射信號(hào)強(qiáng)度也會(huì)有所變化。通過金屬基材在腐蝕存在時(shí)的細(xì)微反射率變化，NDT 雷達(dá)解決方案提供了一種靈敏的測(cè)量，能夠通過不透明的保護(hù)涂層檢測(cè)輕微的腐蝕痕跡。

帶有涂層的金屬基板腐蝕檢測(cè)：（左）可見光；（右）太赫茲雷達(dá)監(jiān)測(cè)圖像

利用NDT雷達(dá)我們對(duì)帶有涂層的金屬基板進(jìn)行了試驗(yàn)檢測(cè)，從圖像對(duì)比可以看到明顯的效果：雖然在可見光（左圖）下無法觀察到任何與腐蝕相關(guān)的信號(hào)變化，但使用虹科NDT亞太赫茲雷達(dá)設(shè)備獲得的圖像可以清楚地顯示中心涂層后面的腐蝕（白點(diǎn)矩形區(qū)域）。虹科NDT雷達(dá)為腐蝕檢測(cè)提供了一種非接觸、高靈敏度、無損傷的解決方案。

2

虹科NDT雷達(dá)用于包裝檢測(cè)

在食品及藥品行業(yè)中，通常需要檢查包裝完好后的產(chǎn)品內(nèi)部是否存在遺漏、損傷或異物等情況，這也是質(zhì)量控制的重要一環(huán)。常規(guī)方法為X射線透射成像，雖然可以通過包裝看到產(chǎn)品內(nèi)部的布局，然而X射線具有較高的電離輻射，一方面會(huì)對(duì)操作人的身體帶來傷害，另一方面也可能導(dǎo)致被測(cè)產(chǎn)品的特性發(fā)生改變。

藥品行業(yè)：在密封包裝中檢查傳單和藥丸

食品行業(yè)：檢查食品中的玻璃與金屬珠異物

虹科提供的NDT雷達(dá)采用了太赫茲技術(shù)，提供了一種量身定制的非接觸式、非破壞性和非侵入性替代方案，適用于不同領(lǐng)域的無損探測(cè)應(yīng)用，包括食品和藥品行業(yè)。

藥品包裝檢測(cè)

按照規(guī)定，藥品生產(chǎn)商需要在藥品包裝內(nèi)插入傳單。但是，一旦包裝密封，我們要如何驗(yàn)證傳單是否插入呢？并且對(duì)藥品而言，常規(guī)的X射線檢測(cè)技術(shù)可能會(huì)導(dǎo)致藥品成分發(fā)生某些化學(xué)變化，致使藥品的安全性產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)。

虹科的NDT雷達(dá)可以解決這一難題，其采用的太赫茲波技術(shù)具有非接觸、非侵入性等特點(diǎn)，能夠穿透大多數(shù)非極性的物質(zhì)，包括包裝行業(yè)常用的塑料、泡沫、紙盒等類型。虹科NDT雷達(dá)解決方案采用的連續(xù)波調(diào)頻技術(shù)，能夠獲得反射太赫茲波的振幅與相位信息，通過專業(yè)數(shù)據(jù)分析得到不同深度的二維圖像，包括包裝紙盒的表面，內(nèi)部傳單和包裝中的藥丸。

對(duì)于這種分層樣品，雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)出的太赫茲信號(hào)穿透樣品，同時(shí)從每個(gè)界面反射一小部分功率。基于反射信號(hào)，可以采集樣品的縱向信息，從而實(shí)現(xiàn)3D成像顯示。在這里，特定的幾何形狀成像利用了泡罩金屬層上的總反射信號(hào)。

藥品包裝檢測(cè)工作原理圖

在確保高檢查節(jié)奏的同時(shí)，虹科NDT雷達(dá)還可以對(duì)傳單的存在和位置的評(píng)估，以及對(duì)密封藥丸包裝的監(jiān)測(cè)。通過縱向分辨率的深入評(píng)估，無損檢測(cè)雷達(dá)解決方案成功地描繪了傳單與藥丸的圖像特征，同時(shí)評(píng)估了紙板包裝密封的完整性。并且通過對(duì)有缺陷的樣品上缺失的藥丸的可視化圖像表征。最右圖顯示了藥丸的布局與數(shù)量，可以看到明顯遺漏了一個(gè)藥丸，因此NDT雷達(dá)可用于藥品的包裝質(zhì)量檢測(cè)與控制。

食品包裝檢測(cè)

食品工業(yè)中的異物、雜質(zhì)檢測(cè)仍然是一個(gè)難題，常規(guī)的X射線檢測(cè)又存在輻射風(fēng)險(xiǎn)。虹科NDT雷達(dá)在食品無損檢測(cè)領(lǐng)域具有絕佳的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)：首先，作為非電離輻射，太赫茲波確保了無危險(xiǎn)的處理和操作;其次，太赫茲波對(duì)含水量具有高靈敏度，同時(shí)對(duì)非金屬和非極性材料具有高穿透能力，因此可以輕易穿透食品的包裝；最后，金屬對(duì)太赫茲波是完全反射的，對(duì)于食品中某些金屬異物能夠以明顯的反射信號(hào)區(qū)分出來。

01

食品中的玻璃異物檢測(cè)

實(shí)例1

在下面的巧克力異物檢測(cè)中，不僅存在玻璃碎片等異物，巧克力內(nèi)部還有作為調(diào)味的碎榛子。通過高對(duì)比度，虹科NDT雷達(dá)可以對(duì)被測(cè)樣品中的每種化合物進(jìn)行靈敏的區(qū)分。比如榛子巧克力的測(cè)試中，通過深度成像可以對(duì)巧克力中的榛子進(jìn)行計(jì)數(shù)和密度評(píng)估，以及巧克力體積控制。

榛子巧克力實(shí)物圖與NDT雷達(dá)所測(cè)的圖像

虹科NDT雷達(dá)還通過高度對(duì)比的傳感確保了非金屬異物的檢測(cè)和定位。如上圖所示，太赫茲波對(duì)巧克力的穿透性很好，而玻璃碎片存在明顯的反射率差異，每個(gè)玻璃碎片都可以通過這種高度對(duì)比的檢查很好地區(qū)分，從而實(shí)現(xiàn)異物的檢測(cè)與定位。

NDT雷達(dá)所測(cè)的圖像

除此以外，對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的食品，比如多層餅干，虹科NDT雷達(dá)仍然可以通過3D成像功能對(duì)包裝好的食品進(jìn)行深度成像，從而準(zhǔn)確找到其中存在的異物并定位。

02

食品中的金屬異物檢測(cè)

實(shí)例2

檢測(cè)非透明和顆?；衔镏械慕饘俨考?duì)于食品工業(yè)來說是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的操作。虹科NDT雷達(dá)解決方案允許穿透密封包裝進(jìn)行成像操作，以可視化此類異物。比如在這個(gè)例子中，包裝好的大米內(nèi)部存在金屬珠異物，通過虹科NDT雷達(dá)可以對(duì)包裝好的顆粒米飯進(jìn)行深度成像，準(zhǔn)確找出金屬珠的存在與位置。

包裝大米實(shí)物圖與工作原理圖

原理如上圖所示，太赫茲波穿透包裝的紙盒并反射信號(hào)，內(nèi)部的大米同樣會(huì)反射太赫茲信號(hào)。由于金屬對(duì)太赫茲波具有高反射率，因此在圖像中會(huì)顯示出與周圍不同的信號(hào)強(qiáng)度，右圖的紅色矩形中顯示出對(duì)比強(qiáng)烈的金屬珠形狀，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬珠的檢測(cè)與定位。

NDT雷達(dá)所測(cè)圖像

03

小結(jié)

虹科新品NDT雷達(dá)采用亞太赫茲頻段與連續(xù)波調(diào)頻方法，具有以下技術(shù)與優(yōu)勢(shì)：

可穿透許多非極性物質(zhì)，包括常規(guī)的紙板、塑料包裝與保護(hù)涂層；

深度傳感，能夠?qū)Ρ粶y(cè)樣品內(nèi)部進(jìn)行可視化表征，圖像分辨率最優(yōu)2mm；

單體結(jié)構(gòu)，易于機(jī)械臂/位移平臺(tái)集成，適合多種應(yīng)用場(chǎng)景。