JP2022501591A - 測定対象物内の欠陥を検出するTHz測定装置及びTHz測定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
2 測定対象物
2a 測定対象物2の前側
2b 測定対象物2の後側
3 欠陥、空洞
3a 湾曲表面、空洞3の境界表面
4 アンテナアレー
4a,4b アンテナアレー4のセンサーストリップ
5 制御装置
6 内部メモリー
7 出力手段、例えば表示手段
8 ハンドル領域
9 アクチュエータ手段
10 前端領域
11 接触輪郭又は輪郭線
12 THzトランシーバー
14 THz受信機
15 THz送信ビーム
15a 放出される放射線の円錐
16 反射THz放射線
18 加速度計
20 光学カメラ(RGBカメラ)
A 光軸
d 測定対象物2の厚さ
S THz測定信号S1の振幅
S1 THz測定信号
S2 RGBカメラ20の画像信号
S3 加速度計18の加速度測定信号
t1,t2,t3,t4 時間
P1,P2,P3,P4 測定ピーク
Claims (19)
- 測定対象物(2)内の欠陥(3)を決定するためのTHz測定装置(1)であって、
光軸(A)に沿ってTHz送信ビーム(15)を放出する少なくとも1つのアクティブなTHz送信機(12)を有するアンテナアレー(4)、
前記THz送信機(12)に対して固定の空間配置で配置され、前記THz送信機と同期され、反射THz放射線(16)を検出し、THz測定信号(S1)を出力する複数のTHz受信機(14)、及び
前記THz測定信号(S1)を受信して、前記測定対象物(2)の通常の境界表面(2a,2b)の外側で生じた反射として欠陥(3)を決定する制御装置(5)、を有するTHz測定装置(1)。 - 前記THz送信機が、反射THz放射線(16)を検出し及びTHz測定信号(S1)を出力するTHzトランシーバー(12)である、ことを特徴とする請求項1に記載のTHz測定装置(1)。
- 少なくとも1つの前記THz受信機(14)が一時的にアクティブにTHz送信ビーム(15)を送信し、
常に、1つのTHz受信機(14)又は前記THzトランシーバー(12)が送信し、他の複数のTHz受信機(14)又は前記THzトランシーバー(12)が受信する、ことを特徴とする請求項2に記載のTHz測定装置(1)。 - 特にアクティブな送信機能の交互の切り替えによって、複数の、好ましくは全ての前記THz受信機(14)が一時的に送信し、前記THzトランシーバー(12)が一時的に受動的にのみ反射THz放射線(16)を受信する、ことを特徴とする請求項3に記載のTHz測定装置(1)。
- 前記アンテナアレー(4)が、好ましくは前記THz送信機(12)の中央配置を有する、例えば前記少なくとも1つのTHz送信機(12)及び前記複数のTHz受信機(14)から作られた線形装置として、少なくとも1つのセンサーストリップ(4a,4b)を有する、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のTHz測定装置(1)。
- 特に2つの交差したセンサーストリップ(4a,4b)又はTHz受信機(14)の2次元マトリックス装置として、THz受信機(14)の2つの平行でない装置、例えば線形装置を有する、ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のTHz測定装置(1)。
- 好ましくは3つの空間方向における及び/又は1又は複数の回転方向における加速度を測定するために、前記THz測定装置(1)の加速度を測定し、加速度測定信号(S3)を出力するための加速度計手段(18)をさらに有し、
前記制御装置(5)は、前記加速度測定信号(S3)を受信し、前記THz放射線(15,16)の送信及び受信時に2度実行される時間積分によって前記THz測定装置(1)の空間位置を決定する、ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のTHz測定装置(1)。 - 前記制御装置(5)は、前記THz測定信号(S1)から、前記測定対象物(2)の境界表面(2a,2b)及び前記測定対象物(2)における前記欠陥(3)の相対位置、並びに好ましくは前記欠陥(3)の体積を含めて、前記欠陥(3)の境界表面(3a)の3次元配置を決定する、ことを特徴とする請求項7に記載のTHz測定装置(1)。
- 前記制御装置(5)は、前記THz測定信号(S1)の振幅(S)の高さ(ΔS)を評価し、前記振幅(S)の高さ(ΔS)から、特に前記THz測定装置(1)の複数の旋回位置及び/又は位置での測定の場合に、前記欠陥(3)の大きさ又は把握される表面(A)を決定する、ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のTHz測定装置(1)。
- ユーザが把持するためのハンドル領域であって、前記測定対象物(2)の前に又は上に様々な位置で位置決めするためのハンドル領域(8)によって、少なくともそのアンテナアレー(4)と共に携帯可能である、ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載のTHz測定装置(1)。
- 前記測定対象物(2)に接触し、前記測定対象物(2)への定められた位置決めを行うための接触輪郭(11)を有する、ことを特徴とする請求項10に記載のTHz測定装置(1)。
- 前記測定対象物(2)及び決定された前記欠陥(3)の3次元画像を出力する光学出力手段(7)をさらに有し、当該光学出力手段(7)が携帯可能な又は固定の部分に設けられている、ことを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載のTHz測定装置(1)。
- 前記測定対象物(2)を把握し、画像信号(S2)を前記制御装置(5)に出力するための光学カメラ、好ましくはRGBカメラ(20)をさらに有し、
前記制御装置(5)は、前記画像信号(S2)及び前記THz測定信号(S1)から、前記測定対象物(2)内の前記欠陥(3)の示された位置、延伸及び/又は形状を有する前記測定対象物(2)の3次元描写を生成する、ことを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載のTHz測定装置(1)。 - 測定対象物(2)内の欠陥(3)を決定するTHz測定方法であって、
少なくとも1つのTHz送信機(12)及び複数のTHz受信機(14)を有するアンテナアレー(4)を有するTHz測定装置(1)が、前記測定対象物(2)に向かってTHz送信ビーム(15)を放出し、前記複数のTHz受信機(14)は前記測定対象物(2)から反射したTHz放射線(16)を受信し、これによりTHz測定信号(S1)を生成し、
前記THz測定信号(S1)から、少なくとも一部の受信した反射THz放射線(16)が前記測定対象物(2)の通常の境界表面(2a,2b)の外側で反射されたかどうか決定し、
前記測定対象物(2)内の付加的に決定される境界表面(3a)を欠陥(3)に関連付ける、THz測定方法。 - 複数の方向に反射されたTHz放射線(16)が、好ましくはアンテナアレー(4)の交差したセンサーストリップ(4a,4b)によって検出される、ことを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記THz受信機(14)が一時的にアクティブにTHz送信ビーム(15)を送信し、次いでトランシーバー(12)としての前記THz送信機(12)がTHz放射線を受動的にのみ検出し、
好ましくは、前記THz送信ビーム(15)の交互の切り替えが行われ、アクティブでないTHz受信機(14)又はアクティブでないTHzトランシーバー(12)がそれぞれ前記THz送信ビーム(15)を受動的に検出する、ことを特徴とする請求項14又は15に記載の方法。 - −前記アンテナアレー(4)を有する前記THz測定装置(1)の少なくとも携帯可能な部分が、固定の測定対象物(2)に対してユーザにより調節され、
−調節移動が、好ましくは3つの空間方向において、加速度を測定することで決定され、
−前記固定の測定対象物(2)に対する前記THz測定装置(1)の相対位置が、2度実行される時間積分によって決定され、及び
−前記THz測定装置(1)内の検出された欠陥(3)の位置及び延伸が決定され、好ましくは光学的に表示される、ことを特徴とする請求項14〜16のいずれか一項に記載の方法。 - 前記THz測定信号(S1)の信号振幅(S)の高さ(ΔS)が評価され、信号振幅(S)の高さ(ΔS)から、特に前記THz測定装置(1)の複数の旋回位置及び/又は位置での測定の場合に、前記欠陥(3)の大きさ又は検出される表面(A)が決定される、ことを特徴とする請求項14〜17のいずれか一項に記載の方法。
- さらに、前記THz測定装置(1)が前記測定対象物(2)の光学画像を把握し、画像信号(S2)を生成し、前記THz測定信号(S1)と前記画像信号(S2)の3次元の関連付けが、前記画像信号(S2)、前記THz測定信号(S1)及び好ましくは加速度測定信号(S3)を評価することで実行され、及び
決定された前記欠陥(3)の位置、大きさ及び延伸の3次元描写を有する前記測定対象物(2)の3次元描写が出力される、ことを特徴とする請求項14〜18のいずれか一項に記載の方法。
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