基于太赫兹焦平面成像的聚乙烯管焊缝检测装置与方法

1.一种基于太赫兹焦平面成像的聚乙烯管焊缝检测装置，其特征在于，
包括连续波太赫兹波源（1）、第一离轴抛物面镜（2）、第二离轴抛物面镜（3）、样品台（4）、聚乙烯透镜（5）、太赫兹阵列相机（6）和计算机（7）；
所述的连续波太赫兹波源（1）经第一离轴抛物面镜（2）后被准直，然后经第二离轴抛物面镜（3）后聚焦照射到样品台（4）的待测聚乙烯管上，太赫兹波透过待测聚乙烯管后被聚乙烯透镜（5）准直，再利用太赫兹阵列相机（6）成像，并将成像数据输入到计算机（7）进行在线处理与显示。
2. 根据权利要求1所述的一种基于太赫兹波焦平面成像的聚乙烯管焊缝检测装置，其特征在于，所述的连续太赫兹波源（1）为耿氏二极管、量子级联激光器等连续太赫兹波源。
3. 根据权利要求1所述的一种基于太赫兹焦平面成像的聚乙烯管焊缝检测装置，其特征在于，所述的样品台（4）无须在运动装置的控制下逐像素移动扫描，成像时间短、效率高。
4. 根据权利要求1所述的一种基于太赫兹焦平面成像的聚乙烯管焊缝检测装置，其特征在于，所述的太赫兹阵列相机（6）为微测辐射热阵列探测器，探测灵敏度高。
5. 根据权利要求1所述的一种基于太赫兹焦平面成像的聚乙烯管焊缝检测装置，其特征在于，所述的聚乙烯透镜（5）是高密度聚乙烯透镜或硅透镜。
6. 一种基于太赫兹焦平面成像的聚乙烯管焊缝检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）根据在聚乙烯管焊缝中发现的所有类型缺陷如裂纹、气孔、夹渣、未焊透和未熔合五大类，制作含有上述所有类型缺陷的聚乙烯管焊缝标准试件；
2）应用权利要求1所述装置获取制作的聚乙烯管焊缝标准试件中所含全部缺陷的太赫兹连续图像，利用得到的全部缺陷的太赫兹连续图像构建样本训练集，并建立聚乙烯管焊缝缺陷类型的识别模型，根据所建立的样本训练集确定缺陷类型识别模型的参数，如此，应用所建立的缺陷类型识别模型可建立缺陷类型与其太赫兹连续图像的一一映射关系；
3）应用权利要求1所述装置获取待检测聚乙烯管焊缝的太赫兹连续图像，将得到的太赫兹连续图像输入到步骤2)中建立的缺陷类型识别模型，根据缺陷类型识别模型的输出结果即可判定待检测聚乙烯管焊缝中是否存在缺陷，若存在缺陷，则根据缺陷类型识别模型的输出结果确定缺陷类型。
7. 根据权利要求5所述的一种基于太赫兹焦平面成像的聚乙烯管焊缝检测方法，其特征在于，所述的步骤2）为应用权利要求1所述的装置测量聚乙烯管焊缝标准试件中所有类型缺陷的太赫兹连续图像，其中连续太赫兹波源（1）发出太赫兹波后经过第一离轴抛物面镜（2）后准直，经第二抛物面镜（3）后被聚焦，然后照射到样品台（4）处的含有已知类型缺陷的聚乙烯管焊缝标准试件上，透过后的太赫兹波携带了样品信息，经聚乙烯透镜（5）后被准直，并照射到太赫兹阵列相机（6）上，太赫兹阵列相机（6）将太赫兹波信号转化成为相应的图像信息并输入到计算机（7） 中，首先从聚乙烯管焊缝标准试件的太赫兹连续图像中确定焊缝区域，然后在焊缝区域中提取缺陷的图像特征，再采用模式识别方法建立聚乙烯管焊缝缺陷类型识别模型，其中的模式识别方法为神经网络法或支持向量机法。
8. 根据权利要求5所述的基于太赫兹焦平面成像的聚乙烯管焊缝检测方法，其特征在于，所述的步骤3）中获得待测聚乙烯管焊缝的太赫兹连续图像后，首先从聚乙烯管焊缝的太赫兹连续图像中确定焊缝区域，然后在焊缝区域中提取图像特征，并将其输入到步骤
2）建立的缺陷类型识别模型中，最后根据缺陷类型识别模型的输出结果确定是否存在缺陷，若存在缺陷，明确缺陷类型。

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