CN109799042B

CN109799042B - 用于防水测试的装置和方法

Info

Publication number: CN109799042B
Application number: CN201811332510.3A
Authority: CN
Inventors: 成河昇; 金镇锡
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2017-11-17
Filing date: 2018-11-09
Publication date: 2022-07-26
Anticipated expiration: 2038-11-09
Also published as: DE102018219058A1; US10473588B2; KR20190056771A; CN109799042A; DE102018219058B4; US20190154573A1

Abstract

本发明涉及用于防水测试的装置和方法，所述装置包括：太赫兹波振荡器，其配置为产生和振荡太赫兹波；太赫兹波检测器，其配置为检测从测试目标的预定测试区域反射或透过预定测试区域的太赫兹波；和控制器，其配置为分析太赫兹波的频谱，以确定水是否已经渗透到预定测试区域中。

Description

用于防水测试的装置和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年11月17日提交的韩国专利申请No.10-2017-0154064的优先权和权益，该申请通过引用其全部而并入本文。

技术领域

本公开涉及用于防水测试的装置和方法，所述防水测试用于测试待测物体的防水状态。

背景技术

本部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

通常，车辆在生产线或其他地方设置的淋浴间进行防水测试。在淋浴间中，将高压水喷射到车辆上，并且对已经喷射高压水的车辆进行防水测试。

常规地，执行防水测试，使得工人通过用他或她的肉眼直接观察车辆来确定水是否已经渗透到车辆中。然而，通常，渗透到车辆中的水主要停留在从外部难以观察的部分，例如车身框架和设置用于覆盖车身框架的各种保护层之间的间隙。因此，采用常规的防水测试方法，难以精确地测试车辆的防水性能。

发明内容

本公开的一种形式提供了一种用于防水测试的装置和方法，所述装置和方法得以改进以精确地测试待测物体(或测试目标)的防水性能。

本公开的另一种形式提供了一种用于防水测试的装置和方法，所述装置和方法得以改进从而以非破坏状态测试测试目标，从而确定水是否已经渗透到测试目标中。

在本公开的一些形式中，用于防水测试的装置可以包括：太赫兹波振荡器，其产生和振荡太赫兹波；太赫兹波检测器，其检测从测试目标的预定测试区域反射或透过测试区域的太赫兹波；和控制器，其分析由太赫兹波检测器检测到的太赫兹波的频谱，以确定水是否已经渗透到测试区域中。

该装置还可包括蒸发器，其将热量施加至测试区域，使得已经渗透到测试区域中的水蒸发以相变为水蒸气。

所述蒸发器可包括：导向激光束振荡器，其产生和振荡用于蒸发水的导向激光束；导向激光束辐射器，其将导向激光束辐射至测试区域。

太赫兹波振荡器可以在通过蒸发器将热量施加至测试区域的状态下振荡太赫兹波。

控制器可以通过比较至少一个峰值频率处的太赫兹波的功率与除了至少一个峰值频率之外的其他剩余频带中的太赫兹波的功率来确定水是否已经渗透到测试区域中，其中在该至少一个峰值频率处水蒸气对太赫兹波的吸收率高于或等于预定参考率。

控制器可以控制太赫兹波振荡器，使得太赫兹波的频率在包括至少一个峰值频率的预定频率内转换。

控制器可以基于至少一个峰值频率处的太赫兹波的功率来确定水是否已经渗透到测试区域中，其中在该至少一个峰值频率处水蒸气对太赫兹波的吸收率高于或等于预定参考率。

太赫兹波振荡器可包括：双模激光束振荡器，其产生和振荡一对具有不同波长的分布式反馈激光束；和太赫兹波发射器，其在接收到分布式反馈激光束时产生和振荡太赫兹波。

太赫兹波检测器可以包括太赫兹波接收器，所述太赫兹波接收器将从测试区域反射或透过测试区域的太赫兹波转换成电信号并振荡经转换的电信号。

太赫兹波检测器还可包括信号放大器，其放大电信号并将经放大的电信号传输至控制器。

太赫兹波检测器还可包括太赫兹波收集器，其收集从测试区域反射或透过测试区域的太赫兹波，并将收集的太赫兹波传输至太赫兹波接收器。

太赫兹波收集器可以是由能够反射太赫兹波的材料形成并具有预定曲率半径的积分球，并且太赫兹波接收器可以位于太赫兹波收集器的焦点处。

在本公开的一些形式中，用于防水测试的方法可以包括以下步骤：(a)将热量施加至测试目标的预定测试区域，使得渗透到测试区域中的水蒸发以相变为水蒸气；(b)将太赫兹波辐射至测试区域；(c)分析从测试区域反射或透过测试区域的太赫兹波，以确定水是否已经渗透到测试区域中。

该方法还可以包括步骤(d)获得从测试区域反射或透过测试区域的太赫兹波的频谱，步骤(d)在步骤(b)和步骤(c)之间执行，其中步骤(c)可以通过分析太赫兹波的频谱来确定水是否已经渗透到测试区域中来执行。

步骤(a)可以通过将用于蒸发水的导向激光束辐射至测试区域来执行。

步骤(b)可以通过使太赫兹波的频率在包括至少一个峰值频率的预定频带内转换来执行，其中在该至少一个峰值频率处水蒸气对太赫兹波的吸收率高于或等于预定参考率。

步骤(c)可以通过比较至少一个峰值频率处的太赫兹波的功率与除了至少一个峰值频率之外的其他剩余频带中的太赫兹波的功率来确定水是否已经渗透到测试区域中来执行。

步骤(c)可以通过基于至少一个峰值频率处的太赫兹波的功率确定水是否已经渗透到测试区域中来执行。

根据本文提供的描述，其他适用领域将变得显而易见。应理解的是，描述和具体示例仅用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。

附图说明

为了可以很好地理解本公开，现在将通过示例的方式参考附图描述其各种形式，其中：

图1示出了本公开的一种形式的用于防水测试的装置的构造；

图2示出了水渗透到车辆中的状态；

图3和图4示出了车辆的主要防水测试目标部分；

图5示出了通过图1所示的测量探头将导向激光束和太赫兹波辐射至待测物体的测试区域的状态；

图6是用于说明峰值频率的图；

图7是表示太赫兹波的频谱图；以及

图8示出了本公开的一种形式的用于防水测试的方法的流程图。

此处描述的附图仅用于说明目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开，应用或用途。应理解的是，在整个附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部分和特征。

下面将参考所附附图对本公开的示例性形式进行具体描述。在附图中，将始终使用相同的附图标记来表示相同或等同的元件。另外，将排除与本公开相关联的公知技术的详细描述，以免不必要地模糊本公开的主旨。

诸如第一、第二、A、B、(a)和(b)的术语可用于描述本公开的示例性形式中的元件。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开，而相应元件的固有特征，序列或顺序等不受这些术语的限制。除非另外定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术或科学术语)具有与本公开所属领域的技术人员通常理解的相同的含义。在通常使用的字典中定义的那些术语应被解释为具有与相关领域中的上下文含义相等的含义，而不应被解释为具有理想或过于正式的含义，除非在本申请中明确定义为具有这样的含义。

图1示出了本公开的一些形式的用于防水测试的装置的构造，图2示出了水渗透到车辆中的状态，以及图3和图4示出了车辆的主要防水测试目标部分。

参照图1，在本公开的一些形式中，用于防水测试的装置1(或防水测试装置1)可包括主体10，其用于提供安装防水测试所需的电源、分析设备等的空间；测量探头20，其用于提供防水测试装置1的操作单元；蒸发器30，其将热量施加至待测物体P(或测试目标P)的预定测试区域A使得渗透到测试区域A中的水蒸发以相变为水蒸气；太赫兹波振荡器40，其产生和振荡太赫兹波；太赫兹波检测器50，其检测从测试区域A反射的太赫兹波；和控制器60，其分析由太赫兹波检测器50检测到的太赫兹波的频谱，以确定水是否已经渗透到测试区域A。出于描述的目的，在下文中，从测试区域A反射之前的太赫兹波称为“T1”，而从测试区域A反射之后的太赫兹波称为“T2”。

控制器60包括处理器和存储器。处理器可以编程从而接收存储在存储器中的指令并分析由太赫兹波检测器50检测的太赫兹波的频谱。存储器可以是数据储存器，例如硬盘驱动器、固态驱动器、服务器或任何易失性或非易失性介质。存储器可以存储由太赫兹波检测器50收集的数据。

防水测试装置1可以通过将太赫兹波T1辐射至测试目标P的预定测试区域A上并随后跟踪太赫兹波T1在测试区域A中发生的反射、透射和吸收现象来对测试区域A执行防水测试。可以使用防水测试装置1进行防水测试的测试目标P的种类没有特别限制。例如，测试目标P可以是车辆。

参考图2，当车辆的防水性能发生异常时，从外部渗透到车辆中的水沿着车身框架P1(例如仪表板、车顶板和侧面板)流动，并且主要停留在车身框架P1和至少一个保护层P2之间的间隙中，所述保护层P2堆叠以覆盖车身框架P1。

通常，车身框架P1主要由完全反射太赫兹波T1的导电材料(例如金属材料)形成，保护层P2主要由非导电材料(例如合成树脂材料)形成，允许太赫兹波T1从其中透过。因此，当太赫兹波T1辐射至车辆的层叠有车身框架P1和保护层P2的特定部分V时，在保护层P2中发生太赫兹波T1透过现象，而在车身框架P1中发生太赫兹波T1反射现象。例如，如图2所示，辐射至特定部分V的一个表面的太赫兹波T1透过保护层P2并入射到车身框架P1上，并且入射在车身框架P1上的太赫兹波T2从车身框架P1反射，然后透过保护层P2，从而从特定部分V的一个表面射出。

然而，水或水蒸气具有吸收太赫兹波T1的特性。因此，防水测试装置1可以通过将太赫兹波T1辐射至特定部分V并随后检测在特定部分V中是否发生水对太赫兹波的吸收现象来测试车辆的防水性能。如图3和图4所示，防水测试装置1可以通过沿着预期水从外部渗透到车辆中并由于诸如斜坡的结构因素而主要停留的部分S而选择性地辐射太赫兹波T1来测试车辆的防水性能。下面将更详细地描述使用水对太赫兹波T1吸收现象的防水测试方法。

如图1中所示，主体10可以设置有蒸发器30的导向激光束振荡器32、太赫兹波振荡器40的双模激光束振荡器41和信号调制器43、太赫兹波检测器50的信号放大器55、控制器60等。主体10可以设置有电池(未示出)，该电池提供用于驱动防水测试装置1的电力。

当通过防水测试装置1在车辆上执行防水测试时，主体10可以固定到淋浴间的一侧，但主体10的安装位置并不限于此。

图5示出了通过图1所示的测量探头将导向激光束和太赫兹波辐射至待测物体的测试区域的状态。

如图1中所示，测量探头20可以设置有蒸发器30的导向激光束辐射器34、太赫兹波振荡器40的太赫兹波发射器45、以及太赫兹波检测器50的太赫兹波收集器51和太赫兹波接收器53。

如图1和图5所示，测量探头20可包括用于调节太赫兹波T1和导向激光束G的焦点的聚焦透镜22，用于控制防水测试装置1驱动的至少一个按钮24，以及用于显示诸如防水测试结果的信息的显示单元26。

测量探头20可以具有允许操作者容易地抓握测量探头20的形状。例如，如图5所示，测量探头20可以具有圆柱形状。因此，如图5所示，操作者在夹持测量探头20的状态下可以操作测量探头20，使得导向激光束G和太赫兹波T1辐射至测试区域A。

蒸发器30可以向测试区域A施加热量，使得从外部渗透测试目标P并停留在测试目标A中的水(下文中，称为“渗透到测试区域A中的水”)可以蒸发以转化为水蒸气。

参考图5，水蒸气的性质在于：相对于属于太赫兹频带的特定频率的太赫兹波的能量吸收率明显高于相对于属于太赫兹频带的其他剩余频率的太赫兹波的能量吸收率的性质。即，当太赫兹波辐射至水蒸气时，存在能量吸收峰，在该能量吸收峰处太赫兹波的能量在特定频率下以非常高的吸收率被水蒸气吸收，这与太赫兹波辐射至液态水的情况不同。因此，当在渗透到测试区域A中的水相变为水蒸气的状态下执行防水测试时，通过跟踪是否存在能量吸收峰，可以更准确地测试水是否已经渗透到测试区域A中。考虑到这一点，防水测试装置1包括能够向测试区域A施加热量的蒸发器30，使得渗透到测试区域A中的水可以蒸发。为了便于说明，将特定频率称为峰值频率。

蒸发器30的结构不受特别限制。例如，如图1所示，蒸发器30可包括：导向激光束振荡器32，其用于产生和振荡导向激光束G，所述导向激光束G用于蒸发渗透到测试区域A中的水；以及导向激光束辐射器34，其用于将由导向激光束振荡器32振荡的导向激光束G辐射至测试区域A。

导向激光束振荡器32可以安装在主体10内，如图1所示，但并不限于此。可以调节导向激光束振荡器32的输出，使得只有渗透到测试区域A中的水可以选择性地蒸发而不损坏测试区域A。由导向激光束振荡器32振荡的导向激光束G可以通过设置用于连接导向激光束振荡器32和导向激光束辐射器34的波导36而转移到导向激光束辐射器34。然而，本公开并不限于此，并且导向激光束G可以通过安装在导向激光束振荡器32和导向激光束辐射器34之间的光路改变构件(例如至少一个反射器)而转移到导向激光束辐射器34。

导向激光束辐射器34可以安装在测量探头20的内部，如图1所示，但并不限于此。导向激光束辐射器34可以被设置成将通过波导36接收的导向激光束G辐射至测试区域A。导向激光束辐射器34可以是能够将导向激光束G朝向测试区域A会聚的聚光透镜。例如，导向激光束辐射器34可以由能够将导向激光束G整形为平行光的准直透镜形成。如图5所示，已经通过导向激光束辐射器34的导向激光束G可以通过测量探头20的聚焦透镜22进行聚焦调整，并随后辐射至测试区域A。因此，当水渗透到测试区域A中时，水可以通过导向激光束G施加的热量蒸发并相变为水蒸气。例如，当测试目标P是车辆时，渗透到车辆的预定测试区域A内部(例如车身框架P1和保护层P2之间的间隙)的水可以通过导向激光束G蒸发从而相变为水蒸气，并且可以在测试区域A中接收所产生的水蒸气。

图6是用于说明峰值频率的图。

可以设置太赫兹波振荡器40以产生太赫兹波T1，所述太赫兹波T1用于测试测试目标P的防水性能并且朝向测试区域A振荡。

太赫兹波振荡器40的结构不受特别限制。例如，如图1所示，太赫兹波振荡器40可以包括双模激光束振荡器41，其用于产生和振荡一对分布式反馈激光束B1和B2；信号调制器43，其用于输出用于消除太赫兹波中包括的噪声的调制信号；和太赫兹波发射器45，其接收由双模激光束振荡器41振荡的分布式反馈激光束B1和B2并产生和振荡太赫兹波T1。

双模激光束振荡器41可以安装在主体10内，如图1所示，但并不限于此。双模激光束振荡器41可以产生分别具有不同波长λ1和λ2的分布式反馈激光束B1和B2，并且使产生的分布式反馈激光束B1和B2振动和振荡。

由稍后描述的太赫兹波发射器45产生的太赫兹波T1的频率可以与任何一个分布式反馈激光束B1的波长λ1和另一个分布式反馈激光束B2的波长λ2之间的差成比例。因此，双模激光束振荡器41可以选择性地改变分布式反馈激光束B1和B2的波长λ1和λ2中的至少一个，从而选择性地调整包括峰值频率F1、F2和F3中的至少一个的太赫兹频带中的太赫兹波T1的频率。由于选择性地改变太赫兹波T1的频率的技术在太赫兹波领域中经常使用，因此将省略其详细描述。

如图1所示，从双模激光束振荡器41振动和振荡的分布式反馈激光束B1和B2可以通过设置用于连接双模激光束振荡器41和太赫兹波发射器45的波导47而转移到太赫兹波发射器45。然而，本公开并不限于此，并且分布式反馈激光束B1和B2可以通过安装在双模激光束振荡器41和太赫兹波发射器45之间的光路改变构件(例如至少一个反射器)而转移到太赫兹波发射器45。

信号调制器43可以产生用于消除太赫兹波中包括的噪声的调制信号，并且将所产生的调制信号传输至太赫兹波发射器45和太赫兹波检测器50的信号放大器55。太赫兹波发射器45可以产生和振荡由调制信号调制的太赫兹波T1，并且信号放大器55可以使用从信号调制器43直接传输的调制信号来消除从测试区域A反射的太赫兹波T2中包括的噪声。由于使用调制信号消除电磁波噪声的技术在电磁波领域中经常使用，因此将省略其详细描述。

如图1所示，太赫兹波发射器45可以安装在测量探头20内。使用在振动状态下通过波导47传输的分布式反馈激光束B1和B2以及施加至太赫兹波发射器45的直流偏压，太赫兹波发射器45可以产生和振荡太赫兹波T1，所述太赫兹波T1与一个分布式反馈激光束B1的波长λ1和另一个分布式反馈激光束B2的波长λ2之间的差成比例。

更具体地，当振动分布式反馈激光束B1和B2入射在施加-5V至-1V的直流偏压的天线电极(未示出)之间时，可以在太赫兹波发射器45的光电导体薄膜(未示出)中产生电子-空穴对。然后，当振动分布式反馈激光束B1和B2转移到太赫兹波发射器45时，随着光电荷通过直流偏压转移到电极(未示出)，产生光电流。这种光电流流动的时间非常短，并且由于光电流的变化而形成电磁波。然而，当光电荷的转移时间短至皮秒级时，电磁波变为太赫兹波T1。由于如上所述产生太赫兹波T1的技术在太赫兹波领域中经常使用，因此将省略其详细描述。

如图5所示，从太赫兹波发射器45振荡的太赫兹波T1可以在由测量探头20的聚焦透镜22调焦的状态下辐射至测试区域A，并且随后从测试区域A中反射。

同时，控制器60可以控制蒸发器30和太赫兹波振荡器40，使得太赫兹波T1可以在通过导向激光束G预先蒸发渗透到测试区域A中的水的状态下辐射至测试区域A。例如，控制器60可以控制蒸发器30和太赫兹波振荡器40的驱动正时，使得当从导向激光束G辐射至测试区域A起经过预定的待机时间时，太赫兹波T1可以辐射至测试区域A。然后，在从测试区域A反射的过程中，辐射至测试区域A的太赫兹波T1可以通过蒸发器30产生的水蒸气以对应于太赫兹波T1的频率的吸收率进行吸收。

此时，用肉眼可能观察不到太赫兹波T1，而用肉眼可以观察到导向激光束G。因此，操作者可以通过用肉眼观察导向激光束G辐射至测试区域A的状态来识别太赫兹波T1是否正常地辐射至测试区域A。即，导向激光束G可以用于帮助太赫兹波T1精确地辐射至测试区域A，以及充当蒸发渗透到测试区域A中的水的热源。

控制器60可以包括微处理器或中央处理单元、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电可编程只读存储器(EPROM)、高速时钟等。

图7是表示太赫兹波的频谱图。

可以设置太赫兹波检测器50以检测从测试目标P反射的太赫兹波T2。

太赫兹波检测器50的结构不受特别限制。例如，如图1所示，太赫兹波检测器50可包括：太赫兹波收集器51，其用于收集从测试目标P反射的太赫兹波T2；太赫兹波接收器53，其用于将从太赫兹波收集器51接收的太赫兹波T2转换成电信号并振荡电信号；和信号放大器55，其用于放大从太赫兹波接收器53接收的电信号并将经放大的信号传输至控制器60。

太赫兹波收集器51可以位于从测试区域A反射的太赫兹波T2的光路上。例如，如图1所示，太赫兹波收集器51可以安装在测量探头20的内部，使得从测试区域A反射的太赫兹波T2可以入射在其上。

太赫兹波收集器51的结构不受特别限制。例如，太赫兹波收集器51可以是由能够反射太赫兹波T2并具有预定曲率半径的材料形成的积分球。然后，如图1所示，太赫兹波收集器51可以将入射在太赫兹波收集器51上的太赫兹波T2反射到在与太赫兹波收集器51的曲率半径对应的位置处形成的焦点。

太赫兹波接收器53可以安装在测量探头20的内部，使得它可以位于太赫兹波收集器51的焦点处，如图1所示。使用从太赫兹波收集器51接收的太赫兹波T2，太赫兹波接收器53可以产生和振荡对应于太赫兹波T2的电信号。

更具体地，可以在太赫兹波接收器53的光电导体薄膜中产生电子-空穴对。当太赫兹波T2入射在太赫兹波接收器53上时，由于太赫兹波T2的电磁场，光电荷可以传递到电极，以产生光电流，即对应于太赫兹波T2的电信号。由于产生对应于太赫兹波T2的电信号的技术在太赫兹波领域中经常使用，因此将省略其详细描述。

由太赫兹波接收器53振荡的电信号可以通过设置用于连接太赫兹波接收器53和信号放大器55的波导57传输至信号放大器55。

信号放大器55可以以预定的放大率放大通过波导57接收的电信号，使用从信号调制器43接收的调制信号消除电信号中包括的噪声，并将其传输至控制器60。

可以设置控制器60用于大致控制防水测试装置1的驱动。

控制器60可以通过分析太赫兹波T2的频谱来确定水是否已经渗透到测试区域A中，并且基于水是否已经渗透到测试区域A中来测试测试目标P的防水性能。换言之，当确定水未渗透到测试区域A中时，控制器60确定测试目标P的防水性能是正常的，而当确定水已经渗透到测试区域A时，控制器60确定测试目标P的防水性能是不正常的。此处，由太赫兹波接收器53振荡的电信号的变化可以指示太赫兹波T2的电磁场的变化。因此，控制器60可以通过随时间分析从信号放大器55接收的电信号来分析太赫兹波T2的频谱。为此，控制器60可以控制太赫兹波振荡器40的双模激光束振荡器41，使得太赫兹波T1的频率可以在包括峰值频率F1、F2、和F3中的至少一个的预定频带内逐渐转换。

分析太赫兹波T2的频谱的方法不受特别限制。

例如，控制器60可以通过比较峰值频率F1、F2和F3处的太赫兹波T2的功率A1、A2和A3与除了峰值频率F1、F2和F3之外的其他剩余频带的太赫兹波T2的功率来确定水是否已经渗透到测试区域A中。

当水渗透到测试区域A中时，随着通过蒸发器30蒸发的已经渗透到测试区域A中的水而产生的水蒸气可以接收在测试区域A中。因此，在从测试区域A反射的过程中，峰值频率F1、F2和F3的太赫兹波T2，与其他剩余频带中的太赫兹波T2相比，可以以相对较高的吸收率被测试区域A中接收的水蒸气吸收。因此，如图7所示，当水渗透到测试区域A中时，与其他剩余频带相比，在峰值频率F1、F2和F3处倾向于测量太赫兹波T2的功率非常低。即，如图7所示，当水渗透到测试区域A中时，在太赫兹波T2的频谱中存在水蒸气吸收峰K，产生该水蒸气吸收峰K的原因在于峰值频率F1、F2和F3处的太赫兹波T2的功率A1、A2和A3显著低于其他剩余频带中的太赫兹波T2的功率。因此，如果在太赫兹波T2的频谱中不存在水蒸气吸收峰K，则控制器60可以确定水没有渗透到测试区域A中，并且如果在太赫兹波T2的频谱中存在水蒸气吸收峰K，控制器60可以确定水已经渗透到测试区域A中。换言之，控制器60可以根据在太赫兹波T2的频谱中是否存在水蒸气吸收峰K来确定测试目标P的防水性能是否发生异常。

例如，控制器60可以基于峰值频率F1、F2和F3处的太赫兹波T2的功率A1、A2和A3来确定水是否已经渗透到测试区域A中。

为此，控制器60可以如图7中的一些形式实时地计算从图7的参考实施例中的参考样品预先测量的参考功率R1、R2和R3与从测试目标P的测试区域A测量的峰值频率F1、F2和F3处的太赫兹波T2的功率A1、A2和A3(下文中，称为“实际测量的功率”)之间的差值。参考样品是指与测试目标P结构相同且水不能渗透的样品。参考功率R1、R2和R3是指从对应于测试目标P的测试区域A的参考样品的特定区域预先测量的峰值频率F1、F2和F3处的太赫兹波T2的功率。当实际测量的功率A1、A2和A3比参考功率R1、R2和R3低预定的参考比时，控制器60可以确定水已经渗透到测试区域A中。此外，基于实际测量的功率A1、A2和A3的绝对大小，控制器60可以估算已经渗透到测试区域A中的水量。以这种方式，基于估算的水量，控制器60可以估算测试目标P的防水性能的异常程度。

同时，控制器60可以在测量探头20的显示单元26上显示所确定的防水测试结果的图像，从而实时地将结果提供给操作者。

防水测试装置1可以使用太赫兹波T1的传输遍及测试目标P的内部和外部对测试目标P执行防水测试。因此，防水测试装置1可以容易地检测到甚至从外部难以观察的测试目标P内部(例如车身框架P1和保护层P2之间的间隙)渗入的水，从而改善防水测试的准确性。此外，防水测试装置1可以在非破坏性状态下测试测试目标P的防水性能，而不必拆卸测试目标P。因此，防水测试装置1可以减少用于防水测试所需的时间，并且防止在拆卸和组装用于防水测试的测试目标P的过程中可能对测试目标P进行的二次损坏。

防水测试装置1包括蒸发器30，其能够将渗透到测试目标P中的水相变为水蒸气。因此，防水测试装置1可以使用在太赫兹频带中具有峰值频率F1、F2和F3的太赫兹波进行防水测试，在该峰值频率F1、F2和F3处水蒸气的能量吸收率非常高，由此可以进一步增强防水测试的准确性。

同时，已经描述了防水测试装置1通过分析从测试区域A反射的太赫兹波T2对测试目标P执行防水测试，但本公开并不限于此。即，防水测试装置1可以通过分析透过测试区域A的太赫兹波T2来对测试目标P执行防水测试。在这种情况下，防水测试装置1还可以包括：至少一个光路改变构件，例如反射器，使得透过测试目标P的太赫兹波T2可以被传输至太赫兹波检测器50。

图8示出了本公开一些形式的用于防水测试的方法的流程图。

在本公开的一些形式中，用于防水测试的方法可以包括：在操作S10中，将热量施加至测试区域A中，使得渗透到测试目标P的预定测试区域A中的水蒸发以相变为水蒸气，在操作S20中，将太赫兹波T1辐射至测试区域A；在操作S30中，分析从测试区域A反射或透过测试区域A的太赫兹波T2，以确定水是否已经渗透到测试区域A中。

首先，可以通过将由导向激光束振荡器32振荡的导向激光束G辐射至测试区域A来执行操作S10，从而蒸发渗透到测试区域A中的水。此处，当水渗透到测试区域A中时，渗透到测试区域A中的水可以通过导向激光束G施加的热量蒸发并相变为水蒸气。

接下来，可以通过将太赫兹波T1辐射至测试区域A来执行操作S20，该太赫兹波T1通过使用太赫兹波发射器45转换由双模激光束振荡器41振动和振荡的一对分布式反馈激光束B1和B2而产生。可以通过控制双模激光束振荡器41来执行操作S20，使得太赫兹波T1的频率可以在包括峰值频率F1、F2和F3中的至少一个的预定频带内逐渐改变。然后，在以对应于频率的吸收率被操作S10中产生的水蒸气吸收的状态下辐射至测试区域A的太赫兹波T1可以从测试区域A反射或透过测试区域A。

此后，可以通过分析从测试区域A反射或透过测试区域A的太赫兹波T2的频谱来确定水是否已经渗透到测试区域A中来执行操作S30。为此，如图8所示，防水测试方法还可以包括在操作S25中(在操作S20和操作S30之间执行)获得从测试区域A反射或透过测试区域A的太赫兹波T2的频谱。

分析太赫兹波T2的频谱的方法不受特别限制。

例如，在操作S30中，可以通过比较峰值频率F1、F2和F3中至少一个处的太赫兹波T2的功率A1、A2和A3与除了峰值频率F1、F2和F3之外的其他剩余频带的太赫兹波T2的功率来确定水是否已经渗透到测试区域A中。为此，如图8所示，操作S30可以包括：在操作S32中，确定频谱中是否存在水蒸气吸收峰K；在操作S34中，当频谱中存在水蒸气吸收峰K时，确定水已经渗透到测试区域A中；在操作S36中，当频谱中不存在水蒸气吸收峰K时，确定水未渗透到测试区域A中。

例如，可以通过基于峰值频率F1、F2和F3中至少一个处的太赫兹波T2的功率A1、A2和A3确定水是否已经渗透到测试区域A中来执行操作S30。更具体地，如果从测试区域A测量的峰值频率F1、F2和F3处的太赫兹波T2的功率A1、A2和A3比预先存储的参考功率R1、R2和R3低预定的参考比或低更多，则可以通过确定水已经渗透到测试区域A中来执行操作S30。

如上所述，在本公开的一些形式中，用于防水测试的装置和方法具有以下效果：

第一，由于使用太赫兹波的传输来检测难以从外部观察到的待测物体(或测试目标)内部渗透的水，因此可以改善防水测试的准确性；

第二，由于在测试目标的非破坏状态下测试测试目标的防水性能，因此可以减少防水测试所需的时间并且可以防止在拆卸和组装测试目标的过程中可能对物体造成的二次损坏；和

第三，由于使用太赫兹波的性质进行防水测试，其中在特定频率下存在水蒸气的能量吸收率非常高的能量吸收峰，因此可以进一步改善防水测试的准确性。

本公开的描述本质上仅是示例性的，因此，不脱离本公开的实质的变体旨在落入本公开的范围内。不应将这些变体视为脱离本公开的精神和范围。

Claims

1.一种用于防水测试的装置，所述装置包括：

太赫兹波振荡器，其配置为产生和振荡太赫兹波；

太赫兹波检测器，其配置为检测从测试目标的预定测试区域反射的太赫兹波；

控制器，其配置为分析由太赫兹波检测器检测到的太赫兹波的频谱，以确定水是否已经渗透到预定测试区域中；和

测量探头，其具有能够抓握的形状，并且配置为提供用于防水测试的装置的操作单元；

其中，所述太赫兹波振荡器包括太赫兹波发射器，所述太赫兹波检测器包括太赫兹波接收器，并且所述太赫兹波发射器和太赫兹波接收器安装在所述测量探头内部。

2.根据权利要求1所述的用于防水测试的装置，其中，所述装置还包括：

蒸发器，其配置为将热量施加至预定测试区域，使得水相变为水蒸气。

3.根据权利要求2所述的用于防水测试的装置，其中，所述蒸发器包括：

导向激光束振荡器，其配置为产生和振荡用于蒸发水的导向激光束；和

导向激光束辐射器，其配置为将导向激光束辐射至预定测试区域。

4.根据权利要求2所述的用于防水测试的装置，其中，将太赫兹波振荡器配置为当蒸发器将热量施加至预定测试区域时振荡太赫兹波。

5.根据权利要求2所述的用于防水测试的装置，其中，将控制器配置为通过比较具有至少一个峰值频率的太赫兹波的功率与具有除了至少一个峰值频率之外的剩余频带的太赫兹波的功率来确定水是否渗透到预定测试区域中，其中，在至少一个峰值频率下，水蒸气对太赫兹波的吸收率大于或等于预定率。

6.根据权利要求5所述的用于防水测试的装置，其中，将控制器配置为控制太赫兹波振荡器，使得太赫兹波的频率在包括至少一个峰值频率的预定频带内进行转换。

7.根据权利要求2所述的用于防水测试的装置，其中，将控制器配置为基于具有至少一个峰值频率的太赫兹波的功率来确定水是否渗透到预定测试区域中。

8.根据权利要求1所述的用于防水测试的装置，其中，太赫兹波振荡器包括：

双模激光束振荡器，其配置为产生和振荡一对具有不同波长的分布式反馈激光束；和

所述太赫兹波发射器配置为在接收分布式反馈激光束时产生和振荡太赫兹波。

9.根据权利要求8所述的用于防水测试的装置，其中，太赫兹波检测器包括：

所述太赫兹波接收器配置为：

将太赫兹波转换成电信号，其中，太赫兹波从预定测试区域反射；

振荡电信号。

10.根据权利要求9所述的用于防水测试的装置，其中，太赫兹波检测器还包括：

信号放大器，其配置为：

放大电信号；

将电信号传输至控制器。

11.根据权利要求10所述的用于防水测试的装置，其中，太赫兹波检测器还包括：

太赫兹波收集器，其配置为：

收集从预定测试区域反射的太赫兹波；

将太赫兹波传输至太赫兹波接收器。

12.根据权利要求11所述的用于防水测试的装置，其中：

太赫兹波收集器是由能够反射太赫兹波的材料形成的积分球，

将太赫兹波收集器配置为具有预定的曲率半径，

太赫兹波接收器位于太赫兹波收集器的焦点处。

13.一种用于防水测试的方法，所述方法利用如权利要求1所述的用于防水测试的装置执行以下步骤：

a)将热量施加至测试目标的预定测试区域，使得渗透到预定测试区域中的水相变成水蒸气；

b)将太赫兹波辐射至预定测试区域；和

c)分析从预定测试区域反射的太赫兹波，以确定水是否渗透到预定测试区域中。

14.根据权利要求13所述的用于防水测试的方法，其进一步包括步骤：

d)获得太赫兹波的频谱，

其中，步骤d)在步骤b)之后和步骤c)之前进行，

其中，步骤c)包括分析太赫兹波的频谱以确定水是否渗透到预定测试区域中。

15.根据权利要求13所述的用于防水测试的方法，其中步骤a)包括：

将导向激光束辐射至预定测试区域以蒸发水。

16.根据权利要求13所述的用于防水测试的方法，其中步骤b)包括：

使太赫兹波的频率在包括至少一个峰值频率的预定频带内转换，其中，在所述至少一个峰值频率下，水蒸气对太赫兹波的吸收率大于或等于预定率。

17.根据权利要求16所述的用于防水测试的方法，其中步骤c)包括：

通过比较具有至少一个峰值频率的太赫兹波的功率与具有除了至少一个峰值频率之外的剩余频带的太赫兹波的功率来确定水是否渗透到预定测试区域中。

18.根据权利要求16所述的用于防水测试的方法，其中步骤c)包括：

基于具有至少一个峰值频率的太赫兹波的功率确定水是否渗透到预定测试区域中。