虹科案例|亚太赫兹雷达实现金属腐蚀与食品药品包装的无损检测

前期介绍了虹科新品

亚太赫兹无损探测（NDT）雷达

具有3D成像、厚度测量与材料识别三大功能

虹科新品 | 亚太赫兹雷达无损检测解决方案

今天为大家展示

虹科NDT雷达的优势功能——3D成像在无损检测领域的应用案例
感受太赫兹雷达的绝佳技术优势！

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虹科NDT雷达用于腐蚀检测

目前，金属基材在绝大多数汽车车身、飞机、船舶等中占主导地位。当金属暴露在环境中，会与周围介质（水、空气、酸、碱、盐、溶剂等）发生化学反应或电化学反应，从而产生损耗与破坏的过程，称为腐蚀。为了减少腐蚀，很多金属基材会采用一些涂料进行表面保护，根据涂层的状态可以判断是否产生了严重的腐蚀现象。然而早期的腐蚀可能会在我们眼前被忽视，在油漆层，塑料薄膜等下，乍一看没有明显的外观迹象，但是随着时间会导致更严重的腐蚀后果。

“车身腐蚀”

“船舶腐蚀”

腐蚀造成的恶化是巨大的，除了存在安全风险之外，它的后期维护成本可能非常高。因此，为了避免建筑物、汽车、工业机械、船舶、桥梁等的老化，最重要的是尽早预防和识别腐蚀现象。在腐蚀检测中，通常采用简单的目视检查，或者刮掉涂层对此类金属基板进行检查或者统计分析，但这就损坏了待测样品，并且整个过程耗时长且昂贵。

以非侵入性的方式在早期阶段检测腐蚀痕迹实现预测维护或部件更换的方式更符合创新和趋势。虹科亚太赫兹NDT雷达作为一种新的无损检测工具，利用了太赫兹波对非极性物质的穿透能力，可以穿透多个非透明表面保护层对金属基板的腐蚀表面进行非接触、灵敏、无害的检测，以实现腐蚀状态的评估。

腐蚀检测原理图

具体原理如上图：雷达发射的太赫兹波能够穿透保护涂层到达金属基板的表面，金属对于太赫兹波是完全反射的，而存在腐蚀的区域反射率会有所变化，进而雷达探测到的反射信号强度也会有所变化。通过金属基材在腐蚀存在时的细微反射率变化，NDT 雷达解决方案提供了一种灵敏的测量，能够通过不透明的保护涂层检测轻微的腐蚀痕迹。

带有涂层的金属基板腐蚀检测：（左）可见光；（右）太赫兹雷达监测图像

利用NDT雷达我们对带有涂层的金属基板进行了试验检测，从图像对比可以看到明显的效果：虽然在可见光（左图）下无法观察到任何与腐蚀相关的信号变化，但使用虹科NDT亚太赫兹雷达设备获得的图像可以清楚地显示中心涂层后面的腐蚀（白点矩形区域）。虹科NDT雷达为腐蚀检测提供了一种非接触、高灵敏度、无损伤的解决方案。

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虹科NDT雷达用于包装检测

在食品及药品行业中，通常需要检查包装完好后的产品内部是否存在遗漏、损伤或异物等情况，这也是质量控制的重要一环。常规方法为X射线透射成像，虽然可以通过包装看到产品内部的布局，然而X射线具有较高的电离辐射，一方面会对操作人的身体带来伤害，另一方面也可能导致被测产品的特性发生改变。

药品行业：在密封包装中检查传单和药丸

食品行业：检查食品中的玻璃与金属珠异物

虹科提供的NDT雷达采用了太赫兹技术，提供了一种量身定制的非接触式、非破坏性和非侵入性替代方案，适用于不同领域的无损探测应用，包括食品和药品行业。

药品包装检测

按照规定，药品生产商需要在药品包装内插入传单。但是，一旦包装密封，我们要如何验证传单是否插入呢？并且对药品而言，常规的X射线检测技术可能会导致药品成分发生某些化学变化，致使药品的安全性产生风险。

虹科的NDT雷达可以解决这一难题，其采用的太赫兹波技术具有非接触、非侵入性等特点，能够穿透大多数非极性的物质，包括包装行业常用的塑料、泡沫、纸盒等类型。虹科NDT雷达解决方案采用的连续波调频技术，能够获得反射太赫兹波的振幅与相位信息，通过专业数据分析得到不同深度的二维图像，包括包装纸盒的表面，内部传单和包装中的药丸。

对于这种分层样品，雷达系统发出的太赫兹信号穿透样品，同时从每个界面反射一小部分功率。基于反射信号，可以采集样品的纵向信息，从而实现3D成像显示。在这里，特定的几何形状成像利用了泡罩金属层上的总反射信号。

药品包装检测工作原理图

在确保高检查节奏的同时，虹科NDT雷达还可以对传单的存在和位置的评估，以及对密封药丸包装的监测。通过纵向分辨率的深入评估，无损检测雷达解决方案成功地描绘了传单与药丸的图像特征，同时评估了纸板包装密封的完整性。并且通过对有缺陷的样品上缺失的药丸的可视化图像表征。最右图显示了药丸的布局与数量，可以看到明显遗漏了一个药丸，因此NDT雷达可用于药品的包装质量检测与控制。

食品包装检测

食品工业中的异物、杂质检测仍然是一个难题，常规的X射线检测又存在辐射风险。虹科NDT雷达在食品无损检测领域具有绝佳的竞争优势：首先，作为非电离辐射，太赫兹波确保了无危险的处理和操作;其次，太赫兹波对含水量具有高灵敏度，同时对非金属和非极性材料具有高穿透能力，因此可以轻易穿透食品的包装；最后，金属对太赫兹波是完全反射的，对于食品中某些金属异物能够以明显的反射信号区分出来。

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食品中的玻璃异物检测

实例1

在下面的巧克力异物检测中，不仅存在玻璃碎片等异物，巧克力内部还有作为调味的碎榛子。通过高对比度，虹科NDT雷达可以对被测样品中的每种化合物进行灵敏的区分。比如榛子巧克力的测试中，通过深度成像可以对巧克力中的榛子进行计数和密度评估，以及巧克力体积控制。

榛子巧克力实物图与NDT雷达所测的图像

虹科NDT雷达还通过高度对比的传感确保了非金属异物的检测和定位。如上图所示，太赫兹波对巧克力的穿透性很好，而玻璃碎片存在明显的反射率差异，每个玻璃碎片都可以通过这种高度对比的检查很好地区分，从而实现异物的检测与定位。

NDT雷达所测的图像

除此以外，对于复杂结构的食品，比如多层饼干，虹科NDT雷达仍然可以通过3D成像功能对包装好的食品进行深度成像，从而准确找到其中存在的异物并定位。

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食品中的金属异物检测

实例2

检测非透明和颗粒化合物中的金属部件对于食品工业来说是一项具有挑战性的操作。虹科NDT雷达解决方案允许穿透密封包装进行成像操作，以可视化此类异物。比如在这个例子中，包装好的大米内部存在金属珠异物，通过虹科NDT雷达可以对包装好的颗粒米饭进行深度成像，准确找出金属珠的存在与位置。

包装大米实物图与工作原理图

原理如上图所示，太赫兹波穿透包装的纸盒并反射信号，内部的大米同样会反射太赫兹信号。由于金属对太赫兹波具有高反射率，因此在图像中会显示出与周围不同的信号强度，右图的红色矩形中显示出对比强烈的金属珠形状，从而实现对金属珠的检测与定位。

NDT雷达所测图像

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小结

虹科新品NDT雷达采用亚太赫兹频段与连续波调频方法，具有以下技术与优势：

可穿透许多非极性物质，包括常规的纸板、塑料包装与保护涂层；

深度传感，能够对被测样品内部进行可视化表征，图像分辨率最优2mm；

单体结构，易于机械臂/位移平台集成，适合多种应用场景。