[发明专利]用于对准太赫兹传感器系统的方法和系统

说明书

本公开涉及一种用于将太赫兹传感器系统的辐射头与目标表面对准的方法。所述方法包括：用由所述辐射头发射的太赫兹辐射束扫描所述目标表面的选定区域；感测来自由所述辐射头在对所述选定区域的所述扫描期间接收的多个被反射的辐射信号的每个被反射的辐射信号的峰值振幅；以及基于来自所述被反射的辐射信号的所述峰值振幅中的最大峰值振幅而识别所述辐射头相对于所述目标表面的垂直位置。

技术领域

本发明涉及一种用于将太赫兹辐射束与表面对准以测量表面上的多个油漆层的厚度的系统和方法。

背景技术

本节中的说明仅提供与本公开相关的背景信息，并且可以不构成现有技术。

车辆的外部一般包括多个油漆层和/或其它涂层，诸如电涂层、底漆、底涂层和透明涂层。每个层具有最小成膜，最小成膜被设计成抑制因例如UV和可见光而造成的外部的劣化和潜在分层，并且为车辆提供了防腐保护，而且增强车辆的外观。

虽然各种油漆厚度测量技术可用于测量单个油漆层，但是存在用于测量多个层的有限数量的非破坏性测量技术。一种这样的测量技术利用超声技术，其中超声换能器(ultrasonic transducer)放置在外表面上，并且发送超声信号通过外表面。液体耦合剂(通常是水)用于将信号传输到涂层材料中。超声信号在层界面处产生回波，并且基于连续回波之间的时间差而确定厚度。声速值在不同涂层间有所不同，因此除了各种底涂层颜色之外，还对所有层执行校准。

虽然超声技术是有效的，但是这种技术存在一些问题。例如，换能器大小和与换能器一起使用的工具可能不允许测量某些车辆表面，诸如挡风玻璃凸缘，并且因此，通常采用单独过程来获得那些区域的数据。另一个问题是换能器需要大的(例如，10mm直径)平坦区域，以便产生足够波形。这需要基于车辆上的点的平坦度而对这些点进行选择，而不是能够选择车辆上的感兴趣但可能不平坦的位置。此外，换能器与车辆物理地接触。虽然换能器可能不会发生损坏，但是留在车辆的车身上的水影响其它质量控制过程，诸如污垢检测质量检查。

用于测量多层表面的另一种技术包括使用具有太赫兹(THz)的辐射束。在使用THz光源产生THz辐射束的情况下，THz辐射头定位在指定的偏移处并且在执行测量之前垂直于车辆的目标表面。例如，辐射头可以附接到机器人或一些其它自动化件，以允许其勾画表面轮廓和复杂的几何形状。THz辐射束从Thz辐射头发射并且因折射率的变化而从车辆反射。发射与反射之间的时间差用于计算厚度。

由于THz头相当地紧凑并且不接触车辆表面，因此它可以用于测量不能被超声换能器测量的位置，诸如挡风玻璃凸缘。THz辐射束的直径典型地是1mm，这使得能够测量具有该大小的平坦截面的多个区。

然而，为了进行最佳测量，THz辐射头应垂直于车辆的目标表面对准，使得辐射头的发射器与辐射头的检测器对准。当发射器和检测器对准时，来自检测器的被反射的辐射信号的振幅通常处于最大值。如果辐射头不垂直于表面，那么被反射的辐射信号可能不与检测器对准，这造成较低的峰值振幅。信号的这种损失可能影响厚度测量的结果。在校准期间的未对准也会产生不正确的校准文件和不良数据。通过本公开的教导解决了这些和其它问题。

发明内容

本节提供本公开的一般概述，并且不是本公开的全部范围或其所有特征的全面公开。

在一种形式中，本公开涉及一种用于将太赫兹传感器系统的辐射头与目标表面对准的方法。所述方法包括：用由所述辐射头发射的太赫兹辐射束扫描所述目标表面的选定区域；感测来自由所述辐射头在对所述选定区域的所述扫描期间接收的多个被反射的辐射信号的每个被反射的辐射信号的峰值振幅；以及基于来自所述被反射的辐射信号的所述峰值振幅中的最大峰值振幅而识别所述辐射头相对于所述目标表面的垂直位置。

在另一种形式中，所述方法还包括确定所述辐射头相对于所述目标表面的估计法线，其中所述选定区域围绕所述估计法线。