CN111201432A - 用于检测具有飞行时间校正的脉冲的THz波束的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种用于检测脉冲的THz波束的方法和设备，包括：‑由THz发射器（10）发射传出脉冲形状的脉冲的THz辐射（60）以用于与目标主体相互作用；‑由THz检测器（20）检测包括THz脉冲的传入THz辐射，并且由THz检测器（20）输出传入THz脉冲的脉冲形状的原始检测器数据；以及‑由脉冲形状重建模块（36）基于原始检测器数据来确定重建的传入脉冲形状，‑由传感器（80）测量影响THz辐射（60）的飞行时间的飞行时间量（d）；以及‑使用飞行时间量（d）来调节THz发射器（10）、THz检测器（20）和脉冲形状重建模块（36）中的至少一个的操作，以用于校正THz辐射（60）的飞行时间的变化。

Description

用于检测具有飞行时间校正的脉冲的THz波束的方法和设备

技术领域

本发明的方面涉及一种检测脉冲的THz波束（pulsed THz beam）的方法，其中THz辐射由THz发射器发射、行进到要被检查的目标主体、与目标主体相互作用、行进到THz检测器、并且由THz检测器在时域中检测，例如以用于材料检查。本发明的其它方面涉及一种用于涂覆主体的涂覆方法，并且涉及对应的设备和涂覆设施。

背景技术

出于各种目的（诸如，材料测试和质量控制应用），基于THz辐射的方法已经被提出。例如，JP 2004028618 A和EP 2213977 A1描述了用于使用THz辐射确定涂料薄膜厚度的相应方法。

特别地，THz时域光谱有望用于以无接触方式对涂层（例如，在生产期间喷涂的（painted）车辆主体的涂料薄膜（paint film））的早期和自动化的质量控制。例如，EP2899499 A1描述了一种用于通过THz辐射来表征涂层的传感器系统。所述系统具有将传出（outgoing）THz辐射指向涂覆的主体（目标主体）的THz发射器，以及用于检测已经与涂覆的主体相互作用的传入（incoming）THz辐射的THz检测器。所述系统能够通过分析传入THz辐射波形到传出THz辐射波形的改变来表征涂层。

出于此目的，高精度地确定传入THz辐射的波形是至关重要的。这通常通过以下设置（setup）来实现：THz发射器以重复的方式发射作为短THz信号脉冲的传出THz辐射，并且THz检测器具有可在足够短的时间尺度上被激活以用于分辨传入THz信号脉冲的细节的可切换天线。

例如，为了以亚皮秒分辨率检测THz脉冲，具有1 ps或更小的非常短的载流子寿命的微米尺度光电导偶极天线是可用的。天线可由超短激光脉冲激活。半导体的短复合时间使间隙电阻在辐照时从几乎绝缘变成导电（conduct）（闭合开关），并且然后在皮秒时间尺度上回到绝缘（断开开关）。因此，每次激活类似于闭合开关，这允许天线间隙导电达亚皮秒瞬间（instant）并且在那瞬间测量电场（对应于波形的一个轨迹）。多次重复测量，同时变化用于THz检测器的可切换天线的激活的延迟时间。然后，重复的测量允许重建传入THz信号脉冲的波形。

上文的测量策略在图4a和4b中示出。图4a示出了传入THz信号脉冲的波形66（作为时间的函数的可检测电场分量）。在THz检测器周期性地接收波形66；并且对于THz脉冲的每次重复，THz检测器的天线在不同的时间偏移（time offset）t1、……、t6被激活，并且在此时间偏移测量波形，如由波形66之上的小圆圈所指示的那样。为了解释的简单起见，THz检测器的天线的切换被假设是瞬间的，具有无穷小的时间分辨率。

实际上，切换将延续一定的时间跨度。瞬间切换的简化讨论纯粹是为了便于理解起见。具有其它切换特性的THz检测器可通过反向卷积（reverse convolution）以类似的方式进行分析，例如，如在：Susan L. Dexheimer，Terahertz Spectroscopy，Boca Raton2008中的R. Alan Cheville, “Terahertz Time-Domain Spectroscopy withPhotoconductive Antennas”中描述的那样。本发明涵盖具有任何切换特性的THz检测器。

在图4a中，THz检测器的每次激活（图4a中的每个圆圈）属于重复接收的脉冲中的不同脉冲。在图4a和4b中示出的示例中，在时间偏移t1、……、t6的六个测量结果可从六个随后的THz脉冲获得。所述六个测量结果连同已知的时间偏移一起及时绘制出THz波形，并且允许重建传入THz信号脉冲波形，如图4b中示出的那样。上文的讨论被简化，并且实际上执行了远多于六个测量结果，每个测量延续一定的时间跨度，如下文更详细讨论的那样。

时间偏移t1、……、t6例如可通过相对于触发THz脉冲的激光脉冲来延迟激活THz检测器的激光脉冲而获得，其中两个激光脉冲可源自朝向检测器的光学路径中具有可调谐延迟阶段（tunable delay stage）的相同脉冲激光器，或者源自其脉冲速率相对于彼此略微失谐的两个脉冲激光器，诸如在异步光学采样（ASOPS）和电子控制光学采样（ECOPS）设置中。测量设置的进一步的细节例如在上文引用的R.Alan Cheville中描述。

在许多现实世界的应用中，已经证明所测量的THz信号具有有限的精度和再现性。然而，材料测试和质量控制应用依赖于THz信号的微小细节，并且因此要求非常高的精度。本发明的目标是要改进在真实世界应用中THz测量的精度和再现性。

发明内容

鉴于上文，根据本发明的一方面，提供了根据权利要求1的检测脉冲的THz波束的方法和根据权利要求12的用于检测脉冲的THz波束的设备。进一步的方面和细节在下文和从属权利要求中描述。

根据本发明的一方面，检测脉冲的THz波束的方法包括：由THz发射器发射包括具有传出脉冲形状的THz脉冲的时间序列（time series）的THz辐射，使得所述THz辐射沿第一路径从所述THz发射器行进到要被检查的目标主体、与所述目标主体相互作用、并且沿第二路径从所述目标主体行进到THz检测器；由所述THz检测器检测是传入THz脉冲的时间序列的所述传入THz辐射，并且由所述THz检测器输出是与所述传入THz脉冲的传入脉冲形状相关的数据的时间序列的原始检测器数据；以及由脉冲形状重建模块基于所述原始检测器数据来确定所述传入THz辐射的重建的传入脉冲形状。

根据设备权利要求中任一项所述的设备可适于根据方法权利要求中任一项所述的方法。相反地，根据方法权利要求中任一项所述的方法可由根据设备权利要求中任一项所述的设备来执行。

发明人已经发现限制精度和再现性的误差的一个来源是在工业环境的背景中发生的干扰。因此，沿第一路径（从THz发射器到目标主体）和/或沿第二路径（从目标主体到THz检测器）的距离（更精确地，飞行时间（time of flight））在测量期间不是恒定的，而是具有变化。这些干扰可例如由THz发射器、THz接收器和/或目标主体的振动引起。干扰也可由周围空气的湿度改变引起（考虑到这降低了光速）。在工业环境中，减小或消除这些干扰是困难的。

根据本发明的一方面，提供了一种传感器，其测量影响THz辐射沿第一路径和第二路径中的至少一个的飞行时间的飞行时间量。在由THz发射器发射THz辐射时以时间依赖的方式测量飞行时间量。使用此飞行时间量，THz发射器、THz检测器和脉冲形状重建模块中的至少一个的操作然后可被调节（adjust）以用于校正THz辐射的飞行时间的变化。这里，飞行时间量不需要是由传感器直接测量的信号，但可以是从由传感器测量的信号获得的导出的量。

由此，本发明的实施例公开了即使在存在干扰情况下的工业环境中也准确且可靠地测量THz辐射的方式。干扰的示例是振动、其它运动以及环境中的对THz辐射的飞行时间具有影响的其它变化。

更准确和可靠的THz测量能够实现目标主体的更准确和可靠的表征。由此，例如，能够实现更准确和可靠的质量控制。

从从属权利要求、说明书和附图中，可与本文中所描述的实施例组合的进一步的优点、特征、方面和细节是明显的。

附图说明：

在下面将参考图描述细节，其中

图1是示出根据本发明的实施例的检测设备的操作的示意图；

图2是示出根据本发明的进一步实施例的检测设备的操作的示意图；

图3是根据本发明的实施例的检测设备的示意图；

图4a、4b是示出本领域中已知的用于在时域中重建所测量的THz辐射的脉冲形状的方法的图；

图5a、5b是示出在存在干扰的情况下图4a、5b的方法的缺点的图；

图6a、6b是示出根据本发明的实施例的用于在时域中重建所测量的THz辐射的脉冲形状的方法的图；

图7a、7b是示出根据本发明的进一步实施例的用于在时域中重建所测量的THz辐射的脉冲形状的方法的图；

图8a是示出通过本领域已知的方法从振动对象获得的重建的THz脉冲形状的图；

图8b是示出振动对象的振动幅度的图；

图8c是示出通过根据本发明的实施例的方法从振动对象获得的重建的THz脉冲形状的图；

图9是示出表征在本发明的实施例中使用的涂覆的主体的方法的框图；以及

图10是根据本发明的实施例的喷涂设施的示意图。

具体实施方式：

现在将详细地对各种实施例进行参考，在每个图中示出了实施例的一个或多个示例。每个示例通过解释的方式被提供，并且不意味着作为限制。例如，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用在任何其它实施例上或与任何其它实施例结合使用，以产生又进一步的实施例。意图是，本公开包括此类修改和变化。

在附图的以下描述内，相同的附图标记指相同或相似的组件。一般地，仅描述相对于各个实施例的差异。除非另有指定，否则一个实施例中的一部分或方面的描述也适于另一实施例中的对应部分或方面。

参考图1-3，现在描述检测设备的实施例。

图1是示出根据本发明的实施例的检测设备1的基本组件和一般操作的示意性侧视图。检测设备1具有检测头4，其具有用于发射THz辐射的THz发射器10、用于检测THz辐射的THz检测器20和传感器80。检测头4机械地将THz发射器10、THz检测器20和传感器80彼此机械地耦合。

检测设备1进一步具有处理单元30，其操作地耦合到THz发射器10、THz检测器20和传感器80。本文中，“操作地耦合”包括耦合到相应系统（例如，耦合到THz发射器10并且耦合到THz检测器20）的处理单元的接口，以用于按预确定的定时分别触发THz辐射的发射和THz检测器的激活（如上文相对于图4a所描述的那样）。处理单元30进一步具有到THz检测器20和到传感器80的接口，以用于分别接收指示响应信号和传感器数据的（原始）测量数据。

处理单元30在图3中被更详细地示出。处理单元30配备有处理器32并且具有其中存储了使处理器能够执行本文中所描述的任何方法的软件代码的存储器。处理单元30具有检测器/发射器控制单元34，其操作地耦合到THz发射器10并且耦合到THz检测器20，以用于由THz检测器20生成THz脉冲的周期性次序（sequence），并且以用于在相对于所生成的THz脉冲的时间偏移来激活THz检测器，以用于在这些时间偏移检测传入THz脉冲部分（原始检测器数据）（例如，通过周期性地将光学激光脉冲指向THz发射器10和THz检测器20）。检测器/发射器控制单元34进一步操作地耦合到THz检测器20，以用于接收和处理表示检测的THz辐射的检测的响应信号。处理单元30进一步具有脉冲形状重建模块36，其操作地耦合到传感器80，以用于接收飞行时间量（例如，距离d）并且以用于将飞行时间量与原始检测器数据同步，并且以用于基于原始检测器数据来确定传入THz辐射的重建的传入脉冲形状。下文描述处理单元30及其组件的进一步操作。

在图1中未示出THz发射器10和THz接收器的进一步可选的细节，诸如THz光学系统（诸如，（一个或多个）透镜和/或（一个或多个）反射镜）。

此外，图1示出了涂覆的主体（目标主体）2。检测设备1被布置使得涂覆的主体2面对THz发射器10和THz检测器20，在一侧上的发射器和THz检测器10、20与另一侧上的涂覆的主体2之间具有空气间隙42。

在图1的实施例中，涂覆的主体2具有基底（substrate）2a和涂料涂层2b，但本发明不限于涂料涂层，而是也可适于任何其它涂层。此外，在图1中，涂料涂层2b具有一层。涂料涂层2b可备选地是具有多于一层（例如，两层或三层或四层）的涂料叠堆（paint stack）。根据优选的方面，所描述的方法和系统可用于具有至少两层的多层的涂层。

传感器80是用于测量到涂覆的主体2的距离d的距离传感器。由此，传感器80适于测量涂覆的主体2相对于检测头4的运动（例如，振动）。

接下来，描述图1的设备1的操作。THz发射器10发射THz辐射60，所述THz辐射包括具有预确定脉冲形状（传出脉冲形状）的THz脉冲的时间序列。

发射的THz辐射60（实线）沿第一路径62从THz发射器10行进到涂覆的主体2，穿过空气间隙42，随即THz辐射与涂覆的主体2相互作用。由图1中的实线指示的THz辐射的一部分在基底2a的表面处反射，并且通过空气间隙42并朝向THz检测器20传播回去。由图1中的虚线指示的辐射信号60的其它部分在涂覆的主体的各种层界面处被部分反射（更精确地，它们在涂层2b的空气侧部分反射并且在基底侧（几乎全部）反射）。除了这些反射之外，THz辐射的各种部分的传播速度在它们与涂覆的主体2的相互作用期间也受影响。简言之，THz辐射以取决于涂覆的主体2的结构和性质的方式与涂覆的主体2相互作用。

在这种相互作用之后，THz辐射沿第二路径64从目标主体2行进到THz检测器20（作为传入THz辐射）。THz检测器20检测传入THz辐射，以便获得传入THz辐射的脉冲形状（下文更多细节）。

由于与涂层的相互作用，特别是由于图1中示出的多次反射，传入THz辐射64的脉冲形状携带关于涂覆的主体2的涂料涂层2b的详细信息（例如，厚度和光学材料性质）。此信息例如在由于在叠堆的不同界面处的反射的特性特征方面被包含在传入THz脉冲64的脉冲形状（连同所发射的THz信号60的参考脉冲形状一起）中。因此，可通过分析脉冲形状来推导所述信息-涂层2b的厚度d和其它性质。用于确定这些参数的方法例如在EP 2899498 A1或在WO 2016/138935 A1（它们通过引用被全部合并在本文中）中被描述。

为了获得涂覆的主体2及其涂覆层的厚度d和其它光学材料性质，应该以非常高的精度知道传入THz辐射的脉冲形状。因此，接下来描述根据本发明的实施例的由脉冲形状重建模块来确定传入THz辐射的脉冲形状的方法。

一般地，除了在下面提到的差异之外，执行如上文相对于图4a和4b描述的THz辐射的实时测量。因此，THz发射器10被触发以周期性地发射给定（传出）波形的THz脉冲，并且因此在THz脉冲与涂覆的主体相互作用之后，传入波形66在THz检测器20处被周期性地接收。对于传入THz脉冲的每次重复，THz检测器在不同的时间偏移t1、……、t6被激活，并且在此时间偏移测量波形，如由图4a和4b中的波形66之上的小圆圈所指示的那样。因此，THz检测器的每次激活（图4a和4b中示出的每个圆圈）属于重复接收的脉冲中的不同脉冲。

然而，图4A和4B的感测技术如果在工业环境的背景中被应用，则有时是不准确的。发明人发现，不准确的来源是THz检测头4和涂覆的主体2之间的距离在测量期间可能不是恒定的，导致THz波束从脉冲到脉冲的变化的飞行时间。这种距离的变化例如可由与检测头4或涂覆的主体2相关的振动引起。而且，THz波束的飞行时间可例如由于周围空气的湿度改变而变化。在工业环境中，减小或消除这些扰动有时在技术上或经济上是不可行的。

图5a和5b示出了飞行时间的变化可如何减小图4a和4b的设置中的测量的可靠性和精度。图5a再次示出了传入THz脉冲的实时测量（实线：作为时间的函数的在检测器处的时间依赖的电场E），其中通过在六个不同的时间t1、……、t6针对六个随后的函数激活检测器来执行测量。这里，在图5a中，由于飞行时间的随机变化，六个传入THz脉冲中的每个以随机飞行时间变化tv到达THz检测器。在图5a中，这未被示出为六个THz脉冲的相对水平移位（shift）（实曲线），而是相反图5a的“零”时间针对六个脉冲中的每个偏移了相应的飞行时间变化tv，使得所有六个传入THz脉冲由图5的相同实线表示。换言之，相对于在THz发射器处发射脉冲的时间，对于六个测量结果（实心圆）中的每个，图5a的时间变化被移位了与执行测量的相应THz脉冲对应的相应时间（-tv）。对应地，在图5中，激活检测器（其相对于发射的THz脉冲被触发）的时间t1、……、t6被移位了飞行时间变化tv。

在已知的方法中，在THz脉冲形状的重建期间不考虑此移位，而是相反假设测量在如图5b中示出的时间t1、……、t6发生。由此，脉冲形状重建的精度和可靠性大大减小。

图6a和6b示出了根据本发明的实施例的由脉冲形状重建模块测量和重建THz脉冲形状的步骤。其中，如在已知方法中，THz检测器在相对于发射的THz脉冲的预确定的偏移时间t1、……、t6被激活。偏移时间t1、……、t6可例如通过延迟用于激活THz接收器的激光脉冲的光学延迟阶段、通过ASOPS或ECOPS方法或者通过任何其它已知方法来设置。此外，例如通过本文中所描述的方法中的任何方法来确定飞行时间变化tv。

为了重建THz脉冲形状，将相应的校正时间td加到偏移时间t1、……、t6。校正时间td等于图6a中示出的飞行时间变化tv（直到恒定的全局偏移）。由此，校正了由THz辐射的飞行时间的变化引起的误差（参见图5b）。因此，如图6b中示出的，可靠且准确地重建传入THz辐射的传入脉冲形状变得可能。

相应地，脉冲形状重建模块如下操作：

-从THz检测器接收原始检测器数据（作为相对于由THz发射器发射的THz脉冲的延迟时间t1、……、t6的函数的电场）；

-从传感器接收对于每次原始检测器数据测量（例如，对于每个THz脉冲）的飞行时间变化tv（飞行时间变化tv可例如根据传感器接收的飞行时间量d来计算）；

-通过将校正时间td加到延迟时间t1、……、t6来获得校正的延迟时间，校正时间等于飞行时间变化tv（参见图6b）；以及

-基于原始检测器数据（圆圈）和校正的延迟时间来确定传入THz辐射的重建的传入脉冲形状（图6b中的虚线）。

在图1的实施例中，如下获得校正时间td：传感器80连续地测量THz接收器头4和主体2之间的距离（飞行时间量）d。根据距离d，获得THz辐射60沿第一路径62和第二路径64的飞行时间。具体地，通过使飞行时间量测量与THz检测器的测量同步来获得THz脉冲中的每个的相应飞行时间。然后，由脉冲形状重建模块使用飞行时间作为图6b中示出的方法中的校正时间td，以用于校正如上文描述的飞行时间的变化。本文中，代替总飞行时间，计算飞行时间的变化（即不考虑恒定偏移）是足够的。

图8a示出了根据图5a和5b中示出的说明性方法获得的已经与振动主体相互作用的传入THz脉冲的重建的实时脉冲形状。脉冲形状包含许多非可再现的抖动，其指示脉冲形状的测量较不准确且较不可靠。由于这些抖动，可较不准确地确定从其导出的厚度和光学材料性质。图8b示出了使用如图1中示出的传感器80获得的主体的振动幅度。图8c示出了根据根据图6a和6b中示出的实施例的方法获得的传入THz脉冲的重建的实时脉冲形状。脉冲形状更加准确和可靠，并且对于从其提取进一步的信息是有用的。

实施例可以以多种方式变化以获得进一步的实施例。例如，在图7a和7b的实施例中，相对于发射THz脉冲的时间的用于激活THz检测器的偏移时间t1、……、t6被移位了校正时间te，以用于补偿图5a和7a中示出的飞行时间的变化tv。具体地，te是tv的负数，直到恒定的偏移。

例如可通过调节THz发射器的操作，更具体地通过将发射的THz脉冲的发射时间偏移了校正时间te，而不调节THz检测器的操作来实现这种补偿。例如在THz发射器和THz检测器由两个独立的触发器触发的方法中（诸如，在ASOPS或ECOPS方法中），这种解决方案是可能的。备选地，可通过调节THz检测器的操作，具体地通过将检测时间偏移t1、……、t6调整了用于补偿飞行时间的变化tv的校正时间te = + tv （直到恒定）来实现这种补偿。这种调节可通过改变ASOPS或ECOPS方法中的触发时间，或者通过调节激活THz检测器的激光脉冲的光学延迟阶段的延迟时间来获得。例如，可通过调整光学延迟阶段的长度或折射率来调节延迟时间。

更一般地，THz发射器和/或检测器的操作被调节，使得相对于发射THz脉冲的时间的用于检测相应的传入THz脉冲的脉冲部分的相应检测时间偏移被移位了飞行时间tv。

总之，通过由脉冲形状重建模块执行的图6b和7b中示出的方法，飞行时间tv与原始检测器数据同步（即，获得对应于时间t1、……、t6的脉冲中的每个的相应飞行时间）；基于原始检测器数据（由圆圈指示的测量结果）来获得传入THz辐射的重建的传入脉冲形状。此外，在图6b中，通过将tv加到偏移时间t1、……、t6，使用校正时间td（基于飞行时间tv）来调节脉冲形状重建模块的操作，以用于校正THz辐射的飞行时间的变化。在图7b中，通过改变触发THz脉冲的发射与检测之间的相对时间，使用校正时间te（基于飞行时间tv）来调节THz发射器或THz检测器的操作，以用于校正THz辐射的飞行时间的变化。

接下来，讨论用于获得飞行时间tv或相关量（飞行时间量）的各种实施例。一般地，允许估计飞行时间的量（并且其用于获得飞行时间或至少用于校正飞行时间的变化）在本文中被称为飞行时间量。

在上文描述的图1中示出了用于获得飞行时间的一个实施例。这里，距离传感器d测量THz检测器头4和涂覆的主体2之间的距离。此距离d被传送到处理单元30，并且被用于计算THz辐射的第一和第二路径62、64的长度，并且因此计算THz辐射的飞行时间。测量绝对距离d不是必需的；测量距离d的相对变化并由此计算飞行时间的变化是足够的。

图2中示出了进一步的实施例。其中，与图1相反，传感器80刚性地（rigidly）附接到涂覆的主体2。传感器80是用于测量到检测器头4的距离d的距离传感器。由此，像在图1中，传感器80适于测量涂覆的主体2相对于涂覆的主体2的运动（例如，振动）。

传感器80可包括例如三角测量激光距离传感器、飞行时间光学距离传感器（例如，测量激光信号或THz脉冲的行进时间）以及基于三角测量的线段传感器集合中的任何传感器。附加地或备选地，传感器80还可包括用于确定距离变化的加速度计。

在距离传感器的情况下，传感器80可安装在THz检测器头4、涂覆的主体2（包括机械地连接到这些的任何部分）上或者在静止元件（例如，建筑物墙壁或者天花板）上，以用于确定THz检测器头4和涂覆的主体2之间的相对距离变化。在加速度计的情况下，传感器80可安装在THz检测器头4或涂覆的主体2上。

在进一步的实施例中，传感器80可包括用于影响飞行时间的进一步的量的传感器，诸如湿度传感器。由于周围空气的湿度对折射率的影响，所以周围空气的湿度间接影响飞行时间。在这种情况下，处理单元（脉冲形状重建模块）适于根据由湿度传感器测量的湿度值来计算估计的飞行时间变化。湿度传感器例如可由用于评估由THz检测器或由进一步的THz检测器接收的THz脉冲的吸收的THz脉冲吸收评估单元实现。在THz脉冲的传播期间，所述脉冲的一部分被THz脉冲的路径中包含的湿气吸收。吸收沿光学路径在湿度上进行积分，并且因此当湿度在空间中具有梯度时也是有用的。THz脉冲吸收评估单元可通过分析检测的THz脉冲和由于THz脉冲的水吸收线的吸收的脉冲部分来确定积分的湿度。折射率（以及因此光速）和湿度之间的关系是已知的，或者可使用校准运行来确定。然后，THz脉冲吸收评估单元根据积分的湿度并使用此已知关系来确定飞行时间量的变化。

而且，在进一步的实施例中，用于直接测量飞行时间的飞行时间传感器可用作传感器80。来自各种实施例的传感器80也可组合，以用于获得飞行时间的更鲁棒的（robust）估计。

图2的实施例还示出了图1的检测设备的一些进一步可能的变型。例如，在图2中，在检测器头4中，按它们的（光学）轴成角度（这里：90°）地布置THz发射器10和THz检测器20，并且检测器头4进一步包括诸如布置成轴共对准的分束器13。由此，光轴被共对准，使得所传送和接收的THz信号共线并且垂直于涂覆的主体2的表面。由此，THz辐射的主传播方向优选地垂直地撞击（impinge）在涂覆的主体上，使得所传送和接收的THz信号共线并且垂直于涂覆的主体2的表面。

进一步的备选布置是可能的。例如，THz发射器10和THz检测器20可布置在涂覆的主体2的相对侧上，以用于能够实现透射（transmission）测量而不是图1的实施例的测量。

接下来，我们描述通过分析重建的传入THz脉冲形状来表征目标主体2的涂层2b的方法（参见图1和图2）。

处理部分30（参见图1）接收传入THz辐射，并且脉冲形状重建模块36提供如上文所描述的传入THz辐射的重建的传入脉冲形状。处理部分30还接收或具有存储在其中的由发射器10发射的波形60。处理部分30然后执行响应波形的分析（考虑原始波形和其它信息，诸如检测的潮湿（moisture）和/或温度），并且由此通过本文中描述的方法获得涂料参数（对于进一步的细节参见例如EP 2899498 A1或WO 2016/138935 A1）。

接下来，一种用于使用物理模型针对涂层是涂料的示例来获得涂覆参数的算法。例如，涂料参数可包括涂覆的主体的涂料层的至少一个厚度，例如涂料的总厚度和/或其（一个或多个）子层中的一个或多个的涂料层的总厚度、和/或其它光学材料性质。

在图9的框图中更详细地示出了这种算法。这种算法基于物理（光学）模型81。物理模型81包括波形预测映射84，其将作为输入的模型参数92映射到作为输出的预测的波形94。此外，模型81包括将作为输入的模型参数92映射到作为输出的涂料参数91的涂料参数映射82。本文中，模型参数92例如是每个层的折射率n(ω)和厚度d的参数化；并且预测的波形94例如是响应信号的预测的形式。

算法进一步包括误差函数85，其表达一方面预测的响应94与另一方面重建的响应74（根据本发明的方法，经由脉冲形状重建模块（图9中未示出）从THz检测器20获得的传入THz辐射的重建的传入脉冲形状）之间的偏差95。

接下来，更详细地描述如在图9中示出的迭代算法本身。在第一步骤中，生成初始拟合参数92，例如作为随机数或似乎真实的初始值。在此示例中，如上文所陈述的，拟合参数由表征每个层的相应折射率的参数和相应厚度给出。然后迭代地选择模型参数92，使得它们最小化误差函数85，即，使得它们为重建的响应74提供最佳拟合。然后，最终拟合参数92用于经由涂料参数映射82计算涂料参数91（例如，厚度）。所述方法的进一步的细节在EP2899498 A1以及在WO 2016/138935 A1（图4的描述）中描述。所述方法可特别用于确定干燥层的干燥层厚度、湿层的湿层厚度和/或湿层的预测干燥层厚度，如这些参考资料中所描述的那样。通过改进如本文中所述的传入THz脉冲的测量脉冲形状的精度和可靠性，进一步改进了所得到的涂层特性的可靠性和精度。

接下来，参考图10描述根据本发明的使用所述系统的喷涂过程和涂料系统。在下面，作为示例描述汽车的喷涂，但是所述示例可推广到其它主体的涂层。

图10示出了作为涂料线的涂料系统的示意图。所述涂料线具有用于例如喷涂、闪蒸（flash-off）、质量控制、喷涂的重新调整和固化的多个隔室，即，涂料室101、用于基于THz技术的涂料的质量控制的隔室（闪蒸区）102、用于校正涂料层的（可选的）进一步的涂料室103、用于固化涂料的加热的隔室（炉）104、以及朝向下一个处理步骤的出口105。

所述涂料系统进一步可包括：用于将涂覆的主体2从涂料室101通过其它隔室朝向出口105输送的输送机构；每个隔室中的气候控制；每个隔室中的温度和湿度传感器；配备用于以下中的至少一个的机器人：喷涂汽车主体；是用于执行喷涂的主体的质量控制的检测设备1；或操纵用于搬运喷涂的主体的（一个或多个）机器人。

接下来，更详细地描述图10的涂料系统中的各个隔室及其功能性。涂料室101具有用于将涂料层施加到主体2的喷涂单元（喷涂机器人）3a。可选地，可施加多于一个涂料层。提供进一步的机器人3b以用于操纵汽车组件，例如移动它以用于适当地喷涂。随后，输送系统将主体移动到闪蒸区102，在所述闪蒸区处或靠近所述闪蒸区执行基于THz技术的早期质量控制。

闪蒸区102具有根据本发明的用于在涂料沉积之后，优选在涂料仍然湿的时候立即进行质量控制的检测设备1。由此，早期观察到喷涂表面上的可能缺陷是可能的。如上文所描述的，检测设备1被配置成以预定义的模式扫描汽车主体，诸如配置成获得质量参数，诸如湿涂料的厚度和干燥状态厚度的预测中的至少一个以及关于其它可能缺陷的信息。此信息可被映射到整个扫描的汽车主体表面上。因此，检测设备1能够实现当在涂料线中处理时对汽车主体上新沉积的涂料层的非接触和非破坏性的早期质量控制。

如果由检测设备1感测到故障，则可在早期阶段从主线移除汽车主体2，使得确保下游线仅包含被正确喷涂的主体。此外，通过在闪蒸区（其中主体无论如何必须等待溶剂部分蒸发）中提供检测设备1，质量控制不占用任何额外的时间，并且相反通过增强主涂料线的效率而大大减少正确地喷涂主体的交付时间。

可选地，汽车主体2可在闪蒸区102中或者在被输送回之后在涂料隔室101中或者在可选的进一步涂料隔室103中（通过进一步的喷涂机器人3b）经历附加的校正喷涂步骤。后一选择允许主体2保持在主线中。

喷涂过程通常涉及二层至三层。这些层可全部在一个涂料室101中沉积（湿对湿技术），或者在闪蒸隔室102之后或者在固化炉104之后可存在附加的涂料室（未示出）和用于每个附加层的关联的隔室。检测设备1的质量控制可在每个涂料室或隔室之后进行，或者仅在特定的涂料室或隔室之后进行。

可选地，涂料系统可具有闭环反馈控制系统，其从隔室102中的检测设备1接收数据，并将其直接或间接地发送到生产线中的先前设备，诸如隔室101中的涂料机器人3a。如果数据经由具有除仅仅转发数据之外的能力的另一实体（例如，经由为机器人计算适合的程序的处理单元）发送，则将提供间接发送。闭环反馈系统取决于从检测设备1接收的数据影响涂料机器人3a的过程参数。备选地或附加地，反馈控制系统还可将数据发送到生产线中随后的设备，诸如发送到隔室103中的涂料机器人3b。然后，闭环反馈系统取决于从检测设备1接收的数据影响涂料机器人3b的过程参数。

因此，闭环反馈控制系统可用在以下情况下：由早期质量控制引起的质量参数的偏差例如对于若干喷涂的主体2是可再现的和/或似乎是系统性的。在这些情况下，系统性问题可以以及时方式被校正。

对本文中所描述的实施例的进一步的备选和扩展是可能的。例如，可通过在处置（负面）结果的后果的早期质量控制之后将设备添加到系统来提供扩展。

图10提出了线上（in-line）的涂料室，其立即校正隔室103中的涂料层的故障。然而，在系统中也可存在备选路线（水平的但也竖直的），其将涂覆的主体2引领到工厂的另一区域和/或其从产品线移除特定的涂覆的主体。从此类备选路线中，再次存在两个选项：或者将校正后的汽车主体留在单独的生产线上，或者使它们重新进入到图10的主线上。

尽管本发明主要在汽车组件的涂料层的质量控制的背景中描述，但本发明不限于这种应用。例如，本发明可适于其它涂覆的主体，诸如不仅汽车组件，而且列车组件、飞机组件和风力涡轮机组件等。它也可用于其它材料（诸如，纸张或半导体）的质量控制。

本发明一般的、可选方面的描述

在下面，描述了本发明的一些更多方面。除非另有明确陈述，否则所述方面是可选的并且彼此独立，使得例如在本文档中描述的任何方面或实施例可与任何其它方面或实施例组合。

首先，更详细地描述与目标主体相关的一些方面。根据一个方面，目标主体是涂覆的主体。涂层可以是多层的，其具有至少第一和第二涂覆层。所述层在涂覆的主体的厚度方向上布置在彼此之上。根据一方面，涂覆层的总数量是八或更少。根据一方面，涂层小于200µm厚。根据进一步的方面，所述涂层是涂料薄膜。所述涂料薄膜可包括以下层（a）-（d）中的至少一层：（a）电涂层；（b）底漆（primer）层；（c）基涂层；以及（d）光亮的（clear）涂层。

根据进一步的方面，所述目标主体是汽车组件、列车组件、飞机组件和风力涡轮机组件中的一个。根据进一步的方面，目标主体包括作为基底的铁类金属（ferrous metal）、非铁类金属和纤维复合材料中的至少一个，在所述基底上施加涂覆层（可选地，在它们之间具有其它涂覆层）。

接下来，描述与THz发射器和检测器相关的方面。根据一方面，THz发射器包括用于将发射的THz辐射沿第一路径从THz发射器指向目标主体的THz光学系统，所述THz辐射与目标主体相互作用，并且沿第二路径从目标主体行进到THz检测器。根据一方面，所述THz发射器适于发射作为具有传出脉冲形状的THz脉冲的（优选地周期性的）时间序列的所述THz辐射。根据一方面，传出脉冲序列中的传出脉冲具有基本上相同的脉冲形状。除非另有陈述，否则脉冲形状被理解成是实时的。例如，THz发射器可包括THz天线和周期性地将超短激光脉冲发射到THz天线上以用于使THz天线发射THz脉冲的激活激光器。

根据一方面，THz检测器具有可切换导电的天线部分，并且传入THz辐射的检测包括：在传入THz脉冲中的相应传入THz脉冲的不同时间偏移，将脉冲的门控信号（pulsedgating signal）施加到天线部分，使得所述天线部分变得导电；以及在施加所述脉冲的门控信号的同时测量传入THz脉冲的脉冲部分。

根据一方面，THz检测器包括THz辐射接收器和用于将已经与涂覆的主体相互作用的THz辐射指向THz辐射接收器的THz光学系统（例如，一个或多个透镜）。所述THz检测器进一步包括可调谐光延迟单元，所述可调谐光延迟单元将所述THz辐射接收器耦合到用于触发所述THz发射器的激光源，以便使所述THz辐射接收器能够以可调谐延迟从所述激光源接收所述源激光辐射以用于激活所述THz检测器。由此，由THz发射器接收的相同激光源辐射也可由THz检测器接收。这允许THz接收器以与EP 2213977 A1的图1中示出的THz接收器类似的方式起作用，其中重要的差异是，在本申请中，系统测量飞行时间量并且将飞行时间量用于校正THz辐射的飞行时间的变化。

根据进一步的方面，例如，THz辐射接收器包括光子晶体或天线，和/或THz辐射发射器包括天线或Cherenkov相位匹配的THz生成模块。光子晶体可包括例如DAST、GaP、ZnTe；光电导天线可包括例如InGaAs或GaAs。根据进一步的方面，THz辐射发射器/接收器适于发射/接收作为周期性THz脉冲的THz辐射信号。

本文中，THz辐射被定义为频率在0.01-10 THz范围中的电磁辐射（即，所述电磁辐射包括具有所述频率的不可忽略的信号分量）。下限优选是0.05 THz，并且甚至更优选是0.1 THz。检测的信号（例如，检测的THz辐射的时域波形和/或频域谱）也被称为响应信号。

接下来，描述检测头的一些一般方面。根据一方面，所述检测头包括所述THz发射器和所述THz检测器以及固体连接主体。连接主体在THz发射器和THz检测器之间建立机械稳定的连接。主体可例如借助于致动器、接头和/或齿轮允许THz发射器和THz检测器之间的运动，或者可以是刚性的。根据一方面，检测头适于非接触测量，即，没有要求与涂覆的主体直接物理接触的任何传感器组件。这不排除支撑涂覆的主体的支撑器，或者除THz发射器和接收器之外的具有与目标主体接触的任何进一步的传感器组件。

接下来，更详细地描述与检测设备的几何布置相关的一些方面。根据一方面，在操作状态中，THz发射器和THz检测器可布置在涂覆的主体的相同侧上。在涂覆的主体的基底对THz辐射是反射性（例如，汽车主体的金属基底）的情况下，这是特别有利的。

备选地，在操作状态中，THz发射器和THz检测器可布置用于处于涂覆的主体的相对侧上以用于执行透射测量。如果涂覆的主体的基底对THz辐射至少部分透明（例如，透射THz辐射的波束强度的至少0.1%），这是特别有用的。

接下来，描述与传感器相关的一些方面。所述传感器适于测量影响所述THz辐射沿所述第一路径和所述第二路径中的至少一个，优选地沿从THz发射器到THz检测器的整个路径的飞行时间的飞行时间量d。飞行时间不必需是由传感器直接测量的信号，但是可以是导出的量。飞行时间量以时间依赖的方式被测量，并且优选地具有等于或小于两个随后激光脉冲之间的周期和/或小于目标主体的主振动周期的时间分辨率。

接下来，描述与脉冲形状重建模块的操作相关的一些方面。根据一方面，所述方法包括使飞行时间量d与由THz检测器测量的（原始）检测器数据同步。所述同步包括针对传入THz脉冲中的每个（或者针对所述原始数据测量结果中的每个）分配对应于传入THz脉冲（或者所述原始数据测量结果）的时间的飞行时间量的相应时间序列元素。

根据一方面，使用飞行时间量d来调节脉冲形状重建模块的操作，以用于校正THz辐射的飞行时间的变化。例如，脉冲形状重建模块可基于原始检测器数据并且基于同步的飞行时间量来确定传入THz辐射的重建的传入脉冲形状。更具体地，脉冲形状重建模块可根据多个THz脉冲的测量的脉冲部分（由THz检测器测量的原始数据）以及根据与相应脉冲部分关联的相应时间偏移和校正时间（飞行时间量）来重建传入脉冲形状。时间偏移是THz检测器的测量时间相对于与发射的THz脉冲相关的参考时间的偏移，并且校正时间描述（是）从传感器输出获得的THz脉冲的飞行时间的变化。根据一方面，重建的传入脉冲形状的确定包括将传入THz脉冲中的相应的一个传入THz脉冲的校正时间加到相应的传入THz脉冲的时间偏移。本文中，减法也被认为是加法的一种形式。

根据一方面，重建的传入脉冲形状的确定包括针对传入THz脉冲中的每个确定校正时间，所述校正时间描述由相应的传入THz脉冲的飞行时间引起的相对时滞（time lag），其中脉冲形状重建模块基于所测量的飞行时间量来确定校正时间；以及基于所述原始检测器数据并基于所述校正时间来确定传入THz辐射的重建的传入脉冲形状。

根据一方面，重建的传入脉冲形状的确定包括针对每个传入THz脉冲通过将从飞行时间量获得的相应校正时间td加到相对于所发射的THz脉冲激活THz接收器的相应延迟时间来计算校正的延迟时间。校正时间td可作为相应的传入THz脉冲的飞行时间变化tv被获得。然后可基于原始检测器数据和校正的延迟时间来确定传入THz辐射的重建的传入脉冲形状。

根据一方面，在时域中重建传入脉冲形状。

接下来，描述与检测到的响应信号的处理相关的一些方面。检测设备被配置用于通过本文中描述的任何方法或方法步骤来表征涂覆的主体。本文中，术语“被配置用于”包括为此目的而配备和编程处理单元。出于此目的，处理单元的存储器可配备有用于使处理单元的处理器执行根据本文中描述的任何方面的方法的程序代码。根据进一步的方面，处理单元具有其中包含使处理器执行方法步骤的代码的存储器。

根据一方面，提供了一种基于对物理模型的拟合通过至少一个涂覆参数来表征涂覆的主体的方法。所述方法包括：由所述THz发射器朝向涂覆的主体发射THz辐射信号，使得所述THz辐射与聚合物涂层相互作用；由所述THz检测器检测响应信号，所述响应信号是已经与所述聚合物涂层相互作用的检测到的THz辐射信号；由所述处理单元通过优化模型参数来确定所述物理模型的模型参数，使得所述物理模型的预测响应信号被拟合到检测到的响应信号，所述模型参数指示所述聚合物涂层的光学材料性质，所述光学材料性质描述所述THz辐射信号与所述聚合物涂层的相互作用；以及根据确定的模型参数来确定至少一个涂覆参数。至少一个涂覆参数可包括聚合物涂层的厚度和/或本文中所述的其它参数。

接下来，讨论与用于喷涂主体的方法和设施相关的一些方面。根据一方面，喷涂设施包括用于将涂料层施加到主体的喷涂单元（例如，用于施加水性涂料或溶剂型涂料的涂料喷射单元/机器人（paint spraying unit/robot））；以及包括本文中描述的检测设备的感测单元。喷涂设施可以是汽车工厂的涂料线。喷涂单元和传感器单元可在单个涂料室中被提供，这虑及（allow for）涂料层的即时质量控制。备选地，喷涂单元和传感器单元可在不同的室中被提供，这虑及例如在闪蒸和/或固化期间或之后涂料层的质量控制。

根据一方面，检测设备适于在主体仍被喷涂时和/或在湿涂料层尚未完成烘干过程时表征湿涂料层。可选地，检测设备操作地耦合到喷涂单元，以用于取决于表征的湿涂料层（例如，取决于获得的涂覆参数）进一步处理涂覆的主体。例如，喷涂单元可被配置用于响应于涂覆参数而调整喷涂参数。备选地，检测设备操作地耦合到进一步的喷涂单元，以用于取决于表征的湿涂料层进一步处理涂覆的主体。进一步的处理可包括从处理线上临时（例如，为了重新喷涂）或永久地移除涂覆的主体。优选地在湿涂料层尚未干燥时，进一步的处理还可包括移除涂料和/或施加进一步的（一个或多个）涂料层。

本发明的方面允许在喷涂的主体（例如，汽车组件）正被处理时对其进行质量控制。这允许在喷涂的表面仍然湿时进行早期质量控制，以及对应地在正确喷涂的主体和具有缺陷的主体之间进行早期分离。由于早期分离，可降低过程交付时间，并且可在短时间内调整喷涂过程的参数。检测设备和质量控制方法可用于在线（on-line）、线上、近线（at-line）和离线（off-line）质量控制，但优选在线上使用。

根据本发明的系统尤其适用于涂层是具有一层或多层湿涂料层的涂料薄膜的情况。所述系统的一个用途是用于喷涂的汽车主体或喷涂的汽车组件的分析/喷涂。另一用途是用于列车主体/组件、飞机主体/组件（诸如，飞机机身、飞机机翼等）的分析/喷涂。另一用途是用于风力涡轮机组件（特别是风力涡轮机的喷涂叶片）的分析/喷涂。基底主体可包括铁类金属、非铁类金属和纤维复合材料中的至少一种。例如，本发明的当前方面的应用是例如用于离岸（off-shore）目的风力涡轮机的叶片中的缺陷检测。这里，涂覆的主体是在湿涂料层下方包含缺陷的风力涡轮机叶片。

接下来，讨论与数字技术和网络集成相关的一些方面。根据一方面，检测设备可进一步包括用于将装置连接到数据网络（特别是全局数据网络）的网络接口。数据网络可以是TCP/IP网络（诸如，因特网）。检测设备，并且特别是其控制器，可操作地连接到网络接口，以用于执行从数据网络接收的命令。命令可包括用于控制装置执行诸如开始、停止和/或控制检测运行的任务的控制命令。在这种情况下，装置和/或控制器适于响应于控制命令来执行任务。命令可包括数据请求。响应于数据请求，或者没有先前请求，所述设备可适于将测量信息（例如，包括目标主体的确定的物理性质和/或重建的传入脉冲形状的测量报告）发送到网络接口，并且网络接口然后适于通过网络发送测量信息。测量信息优选地作为数字信息通过网络发送。命令可包括更新命令，所述更新命令包括更新数据。在这种情况下，装置和/或控制器适于响应于更新命令来发起更新并使用更新数据。因此，所述设备可部分地或全部通过网络可访问。

数据网络可以是使用TCP/IP的以太网网络，诸如LAN、WAN或因特网。数据网络可包括分布式存储单元（诸如，云）。取决于应用，云可采用公共云、私有云、混合云或社区云的形式。

虽然前述内容针对实施例，但是在不脱离由权利要求确定的基本范围的情况下，可设计其它和进一步的实施例。

Claims (16)

1.一种检测脉冲的THz波束的方法，所述方法包括：

-由THz发射器（10）发射包括具有传出脉冲形状的THz脉冲的时间序列的THz辐射（60），使得所述THz辐射沿第一路径（62）从所述THz发射器（10）行进到要被检查的目标主体（2）、与所述目标主体相互作用、并且沿第二路径（64）从所述目标主体行进到THz检测器（20）；

-由所述THz检测器（20）检测是传入THz脉冲的时间序列的传入THz辐射，并且由所述THz检测器（20）输出是与所述传入THz脉冲的传入脉冲形状相关的数据的时间序列的原始检测器数据；以及

-由脉冲形状重建模块（36）基于所述原始检测器数据来确定所述传入THz辐射的重建的传入脉冲形状，

其特征在于：

-由传感器（80）测量影响所述THz辐射（60）沿所述第一路径（62）和所述第二路径（64）中的至少一个的飞行时间的飞行时间量（d），所述飞行时间量（d）在所述THz辐射由所述THz发射器发射时以时间依赖的方式被测量；以及

-使用所述飞行时间量（d）来调节所述THz发射器（10）、所述THz检测器（20）和所述脉冲形状重建模块（36）中的至少一个的操作，以用于校正所述THz辐射（60）的所述飞行时间的变化。

2.根据权利要求1所述的检测脉冲的THz波束的方法，其中所述脉冲形状重建模块（36）的所述操作通过下面（i）至（iii）中的至少一个来调节：

（i）使所述飞行时间量（d）与所述原始检测器数据同步；

（ii）由所述脉冲形状重建模块（36）基于所述原始检测器数据并且基于所述优选同步的飞行时间量来确定所述传入THz辐射的重建的传入脉冲形状；

（iii）由所述脉冲形状重建模块（36）通过根据测量的脉冲部分并且根据与相应脉冲部分关联的相应时间偏移和校正时间重建所述传入脉冲形状来确定所述传入THz辐射的重建的传入脉冲形状。

3.根据前述权利要求中任一项所述的检测脉冲的THz波束的方法，其中通过取决于所述飞行时间量（d）来调整发射的THz脉冲的发射时间偏移来调节所述THz发射器（10）的所述操作。

4.根据前述权利要求中任一项所述的检测脉冲的THz波束的方法，其中通过取决于所述飞行时间量（d）来调整用于检测所述传入THz脉冲的部分的检测时间偏移来调节所述THz检测器（20）的所述操作。

5.根据前述权利要求中任一项所述的检测脉冲的THz波束的方法，其中所述飞行时间量（d）是指示相应的传入THz脉冲的所述飞行时间的变化的校正时间，或者其中所述方法进一步包括根据所述飞行时间量（d）来计算所述校正时间。

6.根据前述权利要求所述的检测脉冲的THz波束的方法，其中

所述THz检测器（20）具有可切换导电天线部分，并且其中

所述传入THz辐射的检测包括：

在所述传入THz脉冲中的相应传入THz脉冲的不同时间偏移，将脉冲的门控信号施加到所述天线部分，使得所述天线部分变得导电；以及在施加所述脉冲的门控信号的同时测量所述传入THz脉冲的脉冲部分。

7.根据前述权利要求所述的检测脉冲的THz波束的方法，其中

所述重建的传入脉冲形状的确定进一步包括将所述传入THz脉冲中的相应一个的所述校正时间加到所述相应的传入THz脉冲的所述时间偏移。

8.根据前述权利要求中任一项所述的检测脉冲的THz波束的方法，其中所述方法进一步包括：

基于所述传出脉冲形状并基于所述重建的传入脉冲形状来确定所述目标主体的物理性质。

9.一种涂覆主体的方法，所述方法包括

-将涂层施加到所述目标主体（2）；

-根据前述权利要求中任一项检测脉冲的THz波束；以及

-通过分析所述传入THz辐射的所述重建的传入THz脉冲形状，以非接触方式表征包括施加的涂层的所述目标主体（2）的涂层（2b）。

10.根据权利要求9所述的涂覆主体的方法，其中

在所述涂层是尚未完成烘干过程的湿涂层时表征所述涂层（2b）。

11.一种用于检测脉冲的THz波束的设备，特别是用于实现前述权利要求所述的方法的设备，所述设备包括：

-THz发射器（10），所述THz发射器（10）用于发射包括具有传出脉冲形状的THz脉冲的时间序列的THz辐射（60），其中所述THz发射器适于被指向要被检查的目标主体（2），使得所述THz辐射沿第一路径（62）从所述THz发射器行进到要被检查的所述目标主体（2）；

-THz检测器（20），所述THz检测器（20）用于检测传入THz辐射，所述传入THz辐射是由已经与所述目标主体相互作用并已经沿第二路径（64）从所述目标主体（2）行进到所述THz检测器（20）的发射的THz辐射生成的传入THz脉冲的时间序列，并且所述THz检测器用于输出是与所述传入THz脉冲的传入脉冲形状相关的数据的时间序列的原始检测器数据；以及

-脉冲形状重建模块（36），所述脉冲形状重建模块（36）用于将所述飞行时间量与所述原始检测器数据同步，并且用于基于所述原始检测器数据来确定所述传入THz辐射的重建的传入脉冲形状，

其特征在于：

-传感器（80），所述传感器（80）用于测量影响所述THz辐射（60）沿所述第一路径（62）和所述第二路径（64）中的至少一个的飞行时间的飞行时间量（d），所述传感器（80）在所述THz辐射由所述THz发射器发射时以时间依赖的方式测量飞行时间量（d）；以及在于：

-所述THz发射器（10）、所述THz检测器（20）和所述脉冲形状重建模块（36）中的至少一个具有用于接收所述飞行时间量（d）的接口，并且适于使用接收的飞行时间量（d）来校正所述THz辐射（60）的所述飞行时间的变化。

12.根据权利要求11所述的设备，进一步包括THz发射器-检测器头，其中所述THz发射器（10）和所述THz检测器（20）安装到将所述THz发射器和所述THz检测器彼此机械耦合的所述THz发射器-检测器头，并且优选地其中所述传感器（80）的至少传感器部分机械地耦合到所述THz发射器-检测器头。

13.根据权利要求11和12中任一项所述的设备，其中所述传感器（80）的至少传感器部分（i）机械地耦合到所述THz发射器和/或所述THz检测器，或者（ii）机械地耦合到所述目标主体（2），或者（iii）机械地耦合到（i）和（ii）两者。

14.根据前述权利要求11至13中任一项所述的设备，其中所述传感器（80）包括以下中的至少一个：

-距离传感器，诸如光学距离传感器；

-加速度传感器；

-振动传感器；

-周围空气传感器，诸如空气湿度传感器；

-光学飞行时间传感器。

15.根据前述权利要求11至14中任一项所述的设备，进一步包括用于将所述设备或其部分中的一个连接到数据网络的网络接口，其中所述设备操作地连接到所述网络接口，以用于将所述重建的传入脉冲形状、所述目标主体的确定的物理性质和装置状态信息中的至少一个作为数字信息发送到所述数据网络，其中所述网络接口优选地被配置成在所述设备和所述数据网络之间收发数字信号/数据，其中所述数字信号/数据包括关于所述设备或所述网络的信息和/或操作命令。

16.一种用于涂覆主体的涂覆设施，所述涂覆设施包括：

-用于将涂层施加到所述目标主体（2）的涂覆单元；

-根据前述权利要求11-15中任一项所述的设备；以及

-评估单元，所述评估单元适于通过分析所述传入THz辐射的所述重建的传入THz脉冲形状来以非接触方式表征包括所施加的涂层的所述目标主体（2）的涂层（2b）。

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