THz技术及其应用研究

一、THz技术简介 太赫兹(THz,1THz=1012Hz)频段是指频率从0.1THz到10THz,介于毫米波与红外光之间的电磁辐射区域.长期以来,由于缺乏有效的丁Hz产生和检测方法,人们对于该波段电磁辐射性质的了解非常有限,以至于该波段被称为电磁波谱中的THz空隙,也是电磁波谱中有待进行全面研究的最后一个频率窗口.     

THz发明人川濑晃道谈THz

在电波和可见光之间有一个尚未被人们涉足的THz领域,在很长的一段时间里没有方便适用的THz光源发生器和检出器问世. 川濑晃道,在大学时代就对这个领域抱有兴趣,读研究生时开发出划时代的光源发生器,调入日本理化研究所仙台研究中心"光发生和计量研究组"后,对该研究成果进一步完善和改良,开发出宽频THz检出系统.之后调入研究所本部,从2001年开始进行THz图像技术的研究.最近,成功研制出采用THz对邮件及其他包装物中的毒品等化学物质进行同一性认定的系统.     

THz技术及其应用研究

<正>一、THz技术简介太赫兹(THz,1THz=1012Hz)频段是指频率从0.1THz到10THz,介于毫米波与红外光之间的电磁辐射区域。长期以来,由于缺乏有效的THz产生和检测方法,人们对于该波段电磁辐射性质的了解非常有限,以至于该波段被称为电磁波谱中的THz空隙,     

噻菌灵的太赫兹时域光谱研究

太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术是一种快速发展的光谱检测新技术.在室温294 K和试验箱内湿度约4.0％的条件下,利用THz-TDS技术测量噻菌灵农药,获得其时域信号.通过快速傅里叶变换(FFT)得到样品的THz频域幅值和相位信息,运用菲涅尔公式计算得到噻菌灵样品在0.2～2.5 THz范围内的吸收谱和折射率.结果表明:噻菌灵样品的时域信号相对于参考信号有一定的时间延迟和幅值衰减;噻菌灵样品吸收谱有5个明显的特征吸收峰;平均折射率为1.50,且随着频率增加,折射率缓慢下降.运用密度泛函理论(DFT)计算了噻菌灵分子在THz波段的振动频率,认为试验吸收光谱中的特征吸收峰是由分子的低频集体振动及分子内分子键的弯曲和扭转引起.结果表明,分子的THz波段吸收谱对分子的结构和空间构形十分敏感,可将特征吸收峰作为分子指纹谱.THz-TDS技术在研究分子低频光谱特性和鉴别物质方面有发展空间.结果也证明THz-TDS技术应用于检测农药残留是可行的.     

草甘膦THz光谱的单分子建模研究

为获得草甘麟在THz波段的光学参数,利用太赫兹时域光谱(THz - TDS)装置对草甘膦标准品进行测试,获得样品在0.4～ 1.5 THz波段的折射率谱和吸收谱.结果表明,草甘膦样品有5个明显的特征吸收峰,吸收峰的位置分别为0.79 THz、0.89 THz、1.09 THz、1.31 THz和1.43 THz,它的平均折射率为1.512.为了更好地解析试验光谱,利用Gaussian 03程序的B3LYP函数与从头算理论HF在6- 311G(d,p)基组水平上.,以及DMol3程序的PW91、VWN - BP和BLYP 3种GGA密度函数在DNP基组水平上模拟草甘膦单分子,其中利用HF和VWN- BP函数计算出的峰位值与其对应的试验值较接近.这两种方法是模拟草甘膦单分子较为适合的方法.利用HF函数计算的键长、键角均与室温下X射线衍射值有相同的一致性趋势,而VWN - BP函数这一趋势不明显.     

基于太赫兹波的聚乙烯管道电熔接头缺陷检测分析

以太赫兹(THz)反射成像技术和THz时域光谱透射技术对公称外径D=10mm聚乙烯电熔接头(包含夹杂、分层等缺陷)进行检测,获得接头在不同扫描纵深(Z_1=3mm,Z_2=5mm,Z_3=7mm)的层析图像和时域波形。结果表明:图像可清晰显示样品的夹杂(金属丝)和埋藏缺陷,且不同纵深的层析图像都揭示了管道内壁因流体冲刷产生的机械损伤位置;对THz时域波形进行分析计算获得样品的分层厚度;以样品分层厚度反推THz波的强度,为THz时域光谱装置校准提供了参考。     

THz发明人川濑晃道谈THz

在电波和可见光之间有一个尚未被人们涉足的THz领域，在很长的一段时间里没有方便适用的THz光源发生器和检出器问世。川濑晃道，在大学时代就对这个领域抱有兴趣，读研究生时开发出划时代的光源发生器，调入日本理化研究所仙台研究中心“光发生和计量研究组”后，对该研究成果进一步完善和改良，开发出宽频THz检出系统。之后调入研究所本部，从2001年开始进行THz图像技术的研究。最近，成功研制出采用THz对邮件及其他包装物中的毒品等化学物质进行同一性认定的系统。     

多聚甲醛和四聚乙醛的太赫兹光谱吸收特征测量

利用太赫兹时域光谱技术在24℃、湿度小于10%RH的干燥空气条件下,对不同质量浓度的多聚甲醛和四聚乙醛与高纯聚乙烯混合物的压片样品进行测量,得到其在太赫兹频段的特征吸收光谱。在0.1~2.5 THz范围内,多聚甲醛出现了2个微弱的吸收峰,分别位于1.20 THz和1.66 THz处;四聚乙醛只出现了1个比较明显的吸收峰,位于1.83 THz处。两者的吸收系数变化特征存在显著差异,可将其作为太赫兹指纹谱进行物质成分鉴别的依据。另外,通过进一步试验得到了多聚甲醛和四聚乙醛样品的平均吸收系数与质量浓度的关系式。     

防爆安检技术现状及应用展望

防爆安检被广泛应用在机场、铁路、港口、大型活动和重要固定场所等领域,它是以防止爆炸和暴力犯罪为目的,实施对人身、携带物品、车辆和活动场所的安全检查.在新形势下,防爆安检又增加了对放射性物质及有害生物制剂等大规模杀伤性侵害的安全防范.本文较全面地介绍了防爆安检技术,其中包括毫米波、THz和中子成像等几种新型安检技术,在分析目前安检技术应用的现状和趋势后,提出新技术的实用化发展以及融合技术、集成创新、综合解决方案能力是未来行业面临的挑战.     

基于太赫兹时域光谱的玻璃纤维复合材料热损伤检测分析

基于太赫兹时域光谱系统,在温室条件下对不同程度热损伤的消防气瓶用玻璃纤维复合材料进行检测,获得在306～420℃条件下加热后的样品在0. 2～1. 8 THz范围内的时域信号。通过样品时域幅值最大值、峰峰值与0. 2～1. 8THz范围内的折射率与吸收系数变化情况分析不同受热温度对玻璃纤维材料的影响。结果表明,太赫兹波透过样品后的幅值约为8. 798×10~(-6)～6. 753×10~(-6)V,峰峰值的大小为1. 5031×10~(-5)～1. 1406×10~(-5)V。加热后样品的折射率无明显变化,吸收系数略有上升。结合扫描电镜结果分析认为环氧树脂碳化导致吸收系数整体上升。     

防电击衣服

穿上美国生产的避电工作服,可以安全地触摸有3万伏静电的带电物体.这种避电服能使周围空间离子化,穿上它触摸带电的物体前,在周围已经架起了“电离桥”,带电物体上的电荷不断地沿着“电离桥”转移.这样当人触摸带电物时,电荷就很小了.     

多摄像机视频监视

本文叙述多视场视频监视的发展,以及用视频监视摄像机网络成像探测和跟踪户外环境运动物体(普通低密度行人、骑自行车的人和机动车辆)的算法.本系统旨在适应上述场景变化很大的照明状况,论述非物体(如植物)的欺骗运动和场景内物体的相互影响.在可能的情况下,系统利用同一物体的多视场来帮助解决遮蔽和增加跟踪的鲁棒性.重叠的摄像机视场用摄像机视点的地理分析来协调.系统的目的是通过学习、利用从摄像机网络提取的观察构建场景模型来捕捉依赖场景的信息.本系统目前正在使用实况摄像机数据进行实时运行.     

科普知识专栏:小小安全帽蕴藏大道理

在生产作业过程中,意外的高处坠落和物体打击事故时有发生.在建筑、矿山、电力、冶金、石油勘探、隧道工程、森林采伐等作业场所都存在发生高处坠落和物体打击事故的可能.这类事故发生突然,不及躲闪.     

基于物联网技术的易燃易爆品监管系统

引言 随着国民经济的快速发展,国家对能源和化工产品的需求急速增长,大量具有易燃、易爆、腐蚀性、放射性的危险品不断问世.易燃易爆品在生产、储存、运输和使用过程中一旦发生事故,不仅可能造成重大的人身伤亡,而且还有可能给社会、经济和环境造成巨大的危害. 一、物联网技术 "物联网"(Internet of Things),指的是将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络.物联网以互联网为平台,将传感器节点、射频标签等具有感知功能的信息网络整合起来,实现人类社会与物理系统的互联互通.将这种新一代的信息技术充分运用在各行各业之中,可以实现以更加精细和动态的方式管理生产和生活,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然间的关系.物联网可以实现人与物体的沟通和对话,也可以实现物体与物体互相间的连接和交互.     

欧姆龙新技术0.033秒完成脸部识别

据日经BP社报道,欧姆龙开发出了可在0.033秒短时间内从数字图像中检测出人脸的技术.该技术能够进行平均1秒钟30幅画面的处理.还能够检测出左右倾斜60.以内的面孔.设想配备在照相机以及摄像机上,能够追踪运动的被摄物体脸部,自动进行对焦或彩色及曝光度的补偿.如果装配到打印机上,还能在印刷时进行亮度补偿.此外,还可考虑应用在电视机上进行彩色补偿之类的用途.……     

物联网在安防行业的应用

一、物联网的特征 物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统(GPS)、激光扫描器、环境传感器、图像感知器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络. 物联网按数据流向和处理方式分为三个层次:感知层、传输层、应用层.感知层是利用RFID、视频技术、音频技术、环境传感器、二维码等手段获取物体的信息,实现全面的感知;传输层是通过无线网络、广播电视网、电信网等与互联网的融合,将物体的信息实时准确地传递到数据中心,实现可靠传输;应用层是利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对海量的数据和信息进行分析和处理,经过智能处理,真正达到人与物、物与物的沟通.     

桥式起重机安全技术问答(六)

九十、怎样确定物体的重心位置? 在工程中,物体一般都可看作是质量均匀的。求物体的重心就是找物体的几何中心(亦称为形心)。有对称面的物体,重心必在对称面内;有对称线的物体,重心必在对称线上;有对称中心的物体,重心必在对称     

运动物体检测算法在多数据通路DSP芯片上的优化与实现

本文首先简略介绍运动物体检测的应用领域以及基本算法,描述SPI多数据通路DSP芯片的规格与特点,着重介绍根据该DSP芯片上对动态物体检测算法所进行的优化与实现.新的算法可以适应多种分辨率、不同数量的数据通路以及多种应用环境.实验结果表明新的算法在大大提高运行速度的同时处理质量没有明显的下降.     

基于GPRS的远程报警视频监控系统

提出了一个基于GPRS的远程报警视频监控系统,该系统利用运动目标检测技术,对待监视现场进行实时监控.通过对监控视频的帧差图像中的噪声进行建模,系统能检测监控区域是否出现运动目标,并一旦判断有可疑移动物体出现时,系统将实时产生报警,并将警报信息通过GPRS无线网络传送至值班人员.     

基于CFD仿真分析的大型运动会主火炬塔安全评估

举办大型运动会期间,火炬塔燃烧产生的热量可能会对周围物体产生不利影响,一般需要进行安全评估.利用消防安全工程学原理,提出了大型运动会火炬塔安全评估方法,建立了各个分析对象的安全判定标准；采用CFD(计算流体动力学)软件,对某运动会期间主火炬塔燃烧对周围物体的影响进行了数值仿真；通过对火炬塔燃烧状况、环境条件和周围物体进行具体分析,遵从最不利原则,建立了5个计算场景,分析了在主火炬塔燃烧产生热量的作用下,周围LED显示屏、威亚、看台膜材料的温升,根据预先设定的安全判据,可以判断出周围物体均处于安全状态.