[发明专利]一种太赫兹准光检测装置及非金属管道检测系统和方法

权利要求书

1.一种太赫兹准光检测装置，其特征在于，包括一级辐射源模块(1)、倍频器模块(2)、柱状透镜天线(4)、太赫兹探测器(5)、信号控制处理模块(6)和辐射天线模块(9)；

所述一级辐射源模块(1)为一级辐射源，用于产生太赫兹基波辐射；

所述倍频器模块(2)用于将一级辐射源产生的太赫兹基波辐射频率倍频到太赫兹波段；

所述辐射天线模块(9)为太赫兹组合天线，由太赫兹对角天线和柱状透镜天线(4)组成，将两种天线进行功能组合实现对太赫兹波的光路调制；

所述太赫兹探测器(5)包括线型检测成像阵列芯片、放大调理电路阵列芯片，所述线性检测成像阵列芯片主要用于将接收到的太赫兹光信号转化为电信号，所述放大调理电路阵列芯片对转化的电信号进行放大调理；

所述信号控制处理模块(6)用于对太赫兹探测器(5)检测转化的电信号进行调理、采集、处理后，输出到上位机。

2.如权利要求1所述的一种太赫兹准光检测装置，其特征在于，所述信号控制处理模块(6)包括信号调理子模块、信号采集子模块、算法子模块，分别对太赫兹探测器(5)检测获得信号进行调理、采集、处理以及对系统各分机的工作时序进行控制。

所述信号调理子模块对太赫兹探测器(5)检测转化到的电信号进行放大滤波处理；

所述信号采集子模块对经过调理子模块处理过的电信号进行采集，并将采集到的信号传输至算法子模块；

所述算法子模块对接收到的采集信号进行处理，包括信号滤波、信号降噪、像元补偿、图像增强、图形拼接以及图形输出。

3.一种基于权利要求1的非金属管道检测系统，其特征在于，包括太赫兹准光检测装置、上位机(7)、位移控制装置(8)；

所述太赫兹准光检测装置的信号控制处理模块(6)还包括控制子模块，所述控制子模块主要用于协调太赫兹准光检测装置、位移控制装置(8)以及上位机之间的时序配合，还用于对位移控制装置(8)进行位置、角度、速度校准和调整；

所述上位机(7)用于对控制子模块信号控制，对收集到的图像信息进行处理，并进行图形重塑，生成直观可视立体图形；

所述位移控制装置(8)接受控制子模块指令，用于调整太赫兹准光检测装置与待检测非金属管道之间的相对位置关系，使太赫兹波能平行的照射待测非金属管道，并围绕非金属管道旋转一周。

4.如权利要求3所述的一种非金属管道检测系统，其特征在于，所述位移控制装置(8)包括太赫兹准光检测系统承载结构、非金属管道固定结构、旋转扫描位移结构和扫描控制中心模块；

所述太赫兹准光检测装置承载结构主要用于将太赫兹准光检测系统各组件固定在沿太赫兹辐射光路的对应位置；

所述非金属管道固定结构为环状结构，用于将太赫兹准光监测装置承载结构、旋转扫描装置和扫描控制中心模块环绕非金属管道固定于环状结构外侧，环绕中心轴与非金属管道中心轴重合；

所述旋转扫描位移结构包含齿轮传动装置和位置、角度传感器，用于驱动非金属管道固定结构围绕非金属管道旋转，开展非金属管道扫描探测；

所述扫描控制中心接受控制子模块命令信息，并控制旋转扫描位移结构执行；

在检测开始前，通过传感器对太赫兹准光检测装置各组件的位置、角度进行定位，并将初始值上传给扫描控制中心模块；

检测开始后，扫描控制中心模块根据传感器反馈的各组件位移角度物理信息，触发时序，启动齿轮传动装置驱动非金属管道固定结构围绕非金属管道旋转，开始扫描采集工作；

非金属管旋转一周后，位置传感器返回起始点，传感器上传位置信息于扫描控制中心模块，扫描控制中心模块控制齿轮传动装置关闭，结束扫描采集工作。

5.一种基于权利要求3的非金属管道检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：开启非金属管道检测系统的电源开关，太赫兹辐射源产生初始的太赫兹波，进行无被测物环境下的自校准，形成标准对比数据库；

步骤S2：将待检非金属管道固定到非金属管道检测系统轴心位置；通过传感器对太赫兹准光检测装置与非金属管道的位置进行调整，以及对太赫兹准光检测装置的各组件初始位置、角度定位，并将初始值上传给扫描控制中心模块；

步骤S3：辐射源经调制后产生的平行太赫兹波照射非金属管道；

步骤S4：太赫兹准光监测系统协同位移控制装置(8)对非金属管道进行旋转扫描检测；

步骤S5：穿透非金属管道后的太赫兹波经柱状透镜天线(4)压缩视场后，被太赫兹探测器(5)接收，将太赫兹波转化为包含PE管道图像信息的电信号；

步骤S6：电信号输出到信号控制处理模块(6)，进行信号调理、采集和处理模后，上传至上位机(7)，上位机(7)采用3D重塑算法结合位移控制装置(8)角度信息生成被检测物品的太赫兹图像或者太赫兹影像；

步骤S7：非金属管道旋转一周后，位置传感器返回起始点，传感器上传位置信息于扫描控制中心模块，扫描控制中心模块控制齿轮传动装置关闭，结束扫描采集工作。