太赫兹成像用于木材加工中的无损检测和质量评估
在木材加工行业中,多种工业无损检测技术(如 X 射线密度扫描、红外水分传感器、可见光光学扫描仪和微波窑干)利用电磁波谱的不同部分来提供木材的成像。尽管太赫兹(THz)波在电磁波谱中具有独特的特性,但太赫兹成像设备长期以来并未在木材加工行业中占据主导地位。
历史背景:
过去几十年,太赫兹成像系统因成本高、速度慢而未被工业界广泛采用,导致其他检测方法占据了市场。然而,随着 TeraSense 推出高速、低成本的太赫兹成像扫描解决方案,这一局面正在迅速改变!
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在木材中检测隐藏缺陷(这些缺陷使用其他技术如色彩视觉难以检测)是太赫兹技术的一个重要应用。此类缺陷可能包括但不限于结疤、空洞、异物(如钉子、螺丝和虫洞)以及潮湿区域。一些腐烂的部分可能不会产生颜色对比,但腐烂区域的双折射率明显低于周围的木材,这使得在太赫兹光谱中能够进行有效检测。通过这种方式,太赫兹技术能够帮助识别和评估木材的质量,确保其在建筑和其他应用中的安全性和可靠性。
Terasense太赫兹技术能够检测不均匀区域(缺陷或异物),这些区域在一个或多个方面与周围区域不同,例如密度、厚度、湿度等。太赫兹辐射的这一特性使我们能够根据物质的吸收/传输数据(而非光谱数据)来区分不同的物质。这就是为什么我们的太赫兹相机能够检测木材内部的腐烂和虫洞,从而为质量控制或分拣提供了额外的机会。这种技术的应用能够显著提高木材加工和使用过程中的安全性和效率。
实际上,木材是太赫兹成像的最佳材料之一。太赫兹辐射的偏振状态对纤维结构非常敏感,这比X射线提供了更多关于物质的信息。偏振辐射能够提供关于内部纤维模式的宝贵信息,使得我们能够更深入地了解木材的内部结构和特性。这种优势使得太赫兹成像在木材检测和质量评估中具有重要的应用潜力。
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Pine board (thickness = 2cm) | Plywood board (thickness = 12 mm) |
太赫兹技术提供了实时传输成像的能力,可以以亚毫米的空间分辨率探测非导电干燥材料的内部结构。太赫兹成像生动地展示了检查木材内部构造的能力,能够清晰地看到所有隐藏的凹槽、空洞和气泡。
其他有前景的应用包括检测木材内部的白蚁和其他昆虫,以及分析木材的湿度含量。后者是一种可靠的方法,可以确定木材内部的潮湿区域(或者根据“灰度”甚至估算木材内部的水量)。这种技术的应用不仅提高了木材的质量控制,还增强了对木材健康状况的评估能力。
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Dry wood board (14mm thick) | Wet Wood board |
太赫兹成像技术本质上比X射线技术侵入性更小。太赫兹辐射没有电离效应,对人类和其他生物无害,因此不需要像X射线机那样采取任何强制性的限制和预防措施。
其无害穿透木材的独特能力以及对纤维结构的敏感性,使得太赫兹技术非常适合于许多木材加工领域的应用,从锯木厂和木材加工到家具生产车间。
为了对木制产品进行无损检测,TeraSense提供了一款独特的太赫兹高速成像扫描仪,适用于大多数输送带,运行速度可达15米/秒。这种设备能够高效地检测木材质量,确保生产过程中的安全性和可靠性。