[发明专利]一种确定测量对象层厚或者距离的太赫兹测量方法和太赫兹测量设备

说明书

本发明涉及一种测量层厚和/或者距离的方法和太赫兹测量设备，其中，从太赫兹收发装置4中沿着光轴C向待测量对象2,102发射至少一束太赫兹光束7a，并且检测经过所述待测量对象2,102的至少一层壁3并被反射回来的太赫兹反射光7，其中对所述检测到的反射的太赫兹反射光7b的测量信号A进行分析，并通过在壁3的边界层2a和2b处反射回来的反射光7的传播时间差来确定壁厚。本发明中，还规定了利用不同的光轴C进行多次测量，其中发射的所述太赫兹光束7a的所述光轴C在测量中或者两次测量中间会进行调整，并利用其中的一次测量结果确定所述壁厚d。优选地，所述光轴会连续并且/或者周期性地在调整角度范围α内进行调整，并且在上述过程中，记录多次测量结果，并使用其中振幅最大的测量结果作为确定所述壁厚的测量。

技术领域

本发明涉及测量待测量对象的层厚或者距离的一种方法和太赫兹测量设备。

背景技术

通过这种方法和设备，沿着光轴往由塑料等比空气或者真空的折射指数要高很多的太赫兹辐射可穿透材料制成的测量对象上发射太赫兹辐射。这种材料尤其可以是塑料材料，也可以是比如木材、陶瓷或者纤维增强材料比如炭纤维增强塑料或者玻璃纤维增强塑料。一部分的入射太赫兹辐射在进入所述材料层的时候就被反射出去了，穿透所述材料层的太赫兹辐射的一部分在随后的一个边界层处被反射回去了，比如在进入空气时在所述材料层的背风侧或者后侧被反射回去。由此可以检测到所述边界层处反射的辐射振幅的测量峰值并评估两次峰值之间的时间差作为所述材料层的两次变化之间的运行时间。由此可以计算出测量点处的材料层厚。此外，还可以确定测量对象和收发装置之间的距离，这样也可以确定所述待测量对象的外部尺寸比如外径。

这种类型的太赫兹厚度测量尤其可以在塑料物体生产后实施以检查其质量，比如通过在生产后立刻将生产线终端的所述测量对象经传输装置直接传输到或者传输经过所述测量装置中以检查产品质量。

然而由此很明显尤其是在对生产线终端的测量对象进行连续测量的时候，并不总能让所述太赫兹测量设备相对所述待测量对象严格调整呈直线。在所述测量对象没有严格对中的情况下，比如所述测量设备中的所述塑料管没有位于其中心，入射太赫兹光束及其光轴不再垂直射到所述待测量物体的表面上，那么边界层反射的光也不会沿着所述光轴反射回到所述收发装置上，而由于侧向反射的原因，所述信号强度或者振幅强度也会显著减少。

因此为了实现定位要做许多工作，比如通过机械引导所述待测量物体；此外，在塑料物品生产后立刻测量有时候由于塑料材料还很软也是不可能的。

发明内容

本发明是基于实现对待测量对象的稳定太赫兹测量以及精确确定层厚和/或者距离的目标的。

本发明所述的太赫兹测量设备是特别用于实现本发明中所述方法的，而本发明中的方法是特别使用或者利用本发明所述太赫兹测量设备实施的。

因此，一种测量设备，其中有至少一个太赫兹收发装置，其中收发装置的光轴是可调整的，并且在对测量对象的测量中是不断调整的。

由此，根据一种实施方式，通过额外的一个检测所述待测量对象的表面的传感器来感应测量对象-传感器可以是不须接触的也可以是接触型的-其中一个控制器设备会接受所述传感器的传感器信号，并将之用于调整所述收发装置中的光轴。

还可以选择的是，根据一种优选的实施方式，发射的太赫兹辐射的光轴可以不断地或者周期性地在一个调整范围内调整，并在所述调整范围中不同的调整位置实施测量。调整尤其可以通过旋转或者转动的方式进行，这样所述光轴就会按照一个调节角度调整，并在调节角度范围内的不同角度位置进行测量。此外，也可以进行平移调整。测量后，对比测量范围内实施的若干次测量的振幅，并将接收到的太赫兹辐射振幅最高的测量结果用作最佳测量结果或者入射角度最接近垂直入射的测量。该测量结果可以直接用作所述测量方法的测量结果或者用于调整所述光轴。

因此，使用这种连续在调整范围比如调整角度内调整光轴的方法，可以获得如下优点：