[发明专利]一种电力安全工器具的THz时域光谱的无损检测方法

权利要求书

1.一种电力安全工器具的THz时域光谱的无损检测方法，其特征在于，包括以下步骤；

S1、基于DAST和DASC晶体组装THz时域光谱系统；

S2、输出稳定的THz波；

S3、THz波在特定材料中的光学参数提取及分析；

S4、待检测材料的缺陷功率谱成像分析；

S5、对比结合S3和S4构建无损检测技术模型；

S6、通过无损检测技术模型对电力安全工器具进行无损检测。

2.根据权利要求1所述的电力安全工器具的THz时域光谱的无损检测方法，其特征在于，S1中，THz时域光谱系统由飞秒激光器、THz波产生和探测装置以及时间延迟控制装置组成；飞秒激光器产生波长为780nm的激光，经分束器分成两束，一束激光作为泵浦光，另一束激光作为探测光，其中，泵浦光经太赫兹光电导天线产生THz辐射，两束光均会聚至电光晶体且光程相等，THz辐射使电光晶体发生双折射效应，λ/4波片使探测光变成椭圆偏振光，沃拉斯顿棱镜产生两束彼此分开、振动方向互相垂直的线偏振光，平衡式光电探测器通过检测这两束线偏振光获得THz辐射强度。

3.根据权利要求1所述的电力安全工器具的THz时域光谱的无损检测方法，其特征在于，S2中，对THz时域信号进行反卷积处理，设经过样品反射后由探测器接收到的信号为y(t)，由平面反射镜反射后由探测器接收到的信号设为x(t)，引入样品的传递函数h(t)，则有：即经过样品反射的信号y(t)为由平面镜反射的信号x(t)与传递函数h(t)的卷积，通过反卷积处理技术将THz-TDS系统的THz时域信号转化成一个形似高斯脉冲的无旁瓣单峰脉冲，时域信号在在半波宽度上有明显减少，进而提高系统的纵向分辨能力。

4.根据权利要求1所述的电力安全工器具的THz时域光谱的无损检测方法，其特征在于，S3中，光学参数包括透射率、折射率和吸收系数；采用复折射率n～(ω)＝n(ω)-jk(ω)来表征材料的光学性能，其中实数部分n(ω)为材料的折射率，表征材料的色散特性，它决定着光在材料中的传播速度，虚部部分k(ω)为消光系数，表征光波在材料中传播时的衰减，即透射率，它与描述材料吸收特性的吸收系数α(ω)有如下关系：α(ω)＝2ωk(ω)/c，其中c为真空中的光速；检测方式为透射模式和反射模式。

5.根据权利要求1所述的电力安全工器具的THz时域光谱的无损检测方法，其特征在于，S4中，在橡胶和复合绝缘材料中预制脱粘、夹杂和空洞缺陷，分别采用THz时域光谱对反射和透射的两种方式进行成像比较研究，为获得内部缺陷的信息，使用扩展时间窗口的方法进行检测，按这种方法，脱粘缺陷成像中，反射和透射成像都能检测到橡胶复合材料预制在底层内部的缺陷；成像方法包括峰值、振幅值对比成像法，能量对比成像法，特定频率成像法以及层析成像法。

6.根据权利要求1所述的电力安全工器具的THz时域光谱的无损检测方法，其特征在于，S5中，在支持向量机的模型上，选择时域、频域和时频域的信号能量误差A1，低瓣谐波频域能量A2，频谱最大值A3为相关特征向量，建立回波仿真模型，并通过基K平均聚类算法对数据进行压缩，提高训练精度；通过归一化处理训练样本集，满足程序运行收敛的速度，可以有效地避免最小化奇异值引发的干扰，提高训练的速度，在支持向量机模型的基础上，针对特征向量的非线性问题，对特征进行加权，应用列联表对各特征的重要性进行分析。

7.根据权利要求1所述的电力安全工器具的THz时域光谱的无损检测方法，其特征在于，S6中，对每个电力安全工器具进行二维逐点式扫查，扫查方向为X方向和Y方向，步进距离为0.5mm，系统每在Y轴方向步进0.5mm，就会在X轴上以0.5mm步进行扫查，并将THz探测器采集的各点的THz时域波形与该点所在的空间坐标进行对应，进而获得与空间坐标对应的THz波形数据阵列，最后通过算法，从该数据阵列中提取所需的被检物信息并对其进行重构，获得对应的THz图像。