汪 宏 廖晓玲 刘延雷



基于太赫兹波的聚乙烯管道电熔接头缺陷检测分析

汪 宏 廖晓玲 刘延雷

（杭州市特种设备检测研究院 杭州 310051）

摘 要：以太赫兹（THz）反射成像技术和THz时域光谱透射技术对公称外径D=10mm聚乙烯电熔接头（包含夹杂、分层等缺陷）进行检测，获得接头在不同扫描纵深（Z1=3mm，Z2=5mm，Z3=7mm）的层析图像和时域波形。结果表明：图像可清晰显示样品的夹杂（金属丝）和埋藏缺陷，且不同纵深的层析图像都揭示了管道内壁因流体冲刷产生的机械损伤位置；对THz时域波形进行分析计算获得样品的分层厚度；以样品分层厚度反推THz波的强度，为THz时域光谱装置校准提供了参考。

关键词：太赫兹波 聚乙烯管道 成像检测 无损检测 电熔接头 时域光谱

现代生产技术的快速发展促使非金属材料越来越多的被应用于工业生产领域。以聚乙烯管道为例，由于管道连接处在焊接过程中分子结构和性能可能发生变化［1］，管道接头成为系统中的薄弱环节。现有聚乙烯及其复合管道检测技术、设备和方法等无法满足日益增长的检测需求［2-4］，因此相关光学检测方法在复合材料缺陷无损检测方面受到关注。

太赫兹（Terahertz，简称为THz）光谱技术是近年来发展较为迅速的无损检测技术，其对大多数非极性物质都呈透明性质，且具有穿透能力强、光子能量低、可得到高分辨率的清晰图像、可进行时间分辨的光谱测量等优势［5］。基于太赫兹光谱的优点，该技术在物质鉴别［6］、安全检测［7］、质量控制［8］、复合材料无损检测［9，10］等领域具有广泛的应用前景［5，11］，Stoik等利用THz光谱透射成像技术对不同厚度的碳纤维及其夹杂缺陷开展了研究［12］；……