主动式太赫兹木材含水量快速检测装置的制作方法

本实用新型涉及太赫兹检测技术领域，具体地说是一种主动式太赫兹木材含水量快速检测装置。

背景技术：

目前市场上缺少非接触式高精度的在线木材含水量检测装置，现有的木材含水量检测方法如红外线测试方法、电导率测试方法等。电导率检测方法为接触式测量，检测时间难以满足批量木材的快速检测，红外线检测装置由于其需要加入透镜而实际应用场合中水汽易在镜头上凝结造成检测精度受限，造成现有检测技术的不足。

技术实现要素：

本实用新型的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种主动式太赫兹木材含水量快速检测装置。

本实用新型的技术方案是按以下方式实现的，该主动式太赫兹木材含水量快速检测装置，其结构包括太赫兹发射源、波导管、准直透镜、待检测件、传送带、太赫兹相机、图像处理模块，

太赫兹发射源连接波导管，太赫兹发射源发射的太赫兹波经过波导管的调制出射，

波导管的轴向方向上设置有准直透镜，准直透镜的光轴与波导管的轴向方向相重合；

太赫兹发射源和波导管均竖直设置；准直透镜的下方设置有太赫兹相机，太赫兹相机的接收面朝上，太赫兹相机接收准直透镜透过的太赫兹波；

在准直透镜和太赫兹相机之间的空间内设置有传送带，传送带上放置有待检测件；

传送带穿越准直透镜和太赫兹相机之间的空间；

太赫兹发射源、波导管、准直透镜、太赫兹相机构成检测机构，太赫兹发射源、波导管、准直透镜、太赫兹相机通过检测机构固定架固定为一整体；

检测机构配置有驱动装置，驱动装置设置在检测箱上，检测机构设置在检测箱内腔，

传送带水平传送运转，待检测件置于传送带表面，传送带和待检测件同步切割准直透镜向太赫兹相机发射的太赫兹波；太赫兹波从准直透镜发出，依次透过待检测件和传送带，达到太赫兹相机接收面；

驱动装置驱动检测机构往复运动，使检测机构的运动方向与传送带的传送方向间歇同向或反向；

太赫兹相机通过信号线连接有图像处理模块，图像处理模块配置在计算机上，计算机和图像处理模块配合操控驱动装置和传送带工作，计算机记录和运算分析图像处理模块的处理信息。

在准直透镜的发射方向的一侧的检测机构上还设置有喷气装置，喷气装置的喷气朝向准直透镜。

太赫兹源的频率范围为100GHZ～10THZ，为连续太赫兹发射源，优选选用300GHZ太赫兹发射源。

波导管材质为金属铜，对太赫兹波进行整形及波束规整，使太赫兹波以30°出射。

准直透镜材质为高阻硅，相对于太赫兹波为透明材质，其焦点位置为波导管出射口位置，准直透镜将波导管发射出的太赫兹波折射为平行光束。

喷气装置设置喷嘴耗气量115～170m³/min，空气放大倍数10～20倍。

传送带的速度与驱动装置相匹配使得太赫兹波能够照射整面木材，传送带材质为聚四氟乙烯相对于太赫兹波为透明材质，速度调节范围0～2000cm/s。

驱动装置设置为丝杠式往复位移调节，调节范围沿x轴向分布， x轴向上的驱动行程可通过丝杠调节。

太赫兹相机的探测范围为0.1THZ～10THZ。

图像处理模块收集穿透待检测件的太赫兹波，并对其进行成像，通过收集太赫兹波的能量信息，并与固定功率的太赫兹发射源的功率比对得到太赫兹波的衰减，根据太赫兹波的遇水衰减量与水分含量成正比，通过计算机运算出木材的含水量。

本实用新型与现有技术相比所产生的有益效果是：

该主动式太赫兹木材含水量快速检测装置能够快速检测出待检测件，如：木材，的含水量，利用图像处理模块，能够收集穿透木材的太赫兹波，并对其进行成像，通过收集太赫兹波的能量信息，并与固定功率的太赫兹发射源的功率比对得到太赫兹波的衰减，根据太赫兹波的遇水衰减量与水分含量成正比，推导并计算出木材的含水量。

该主动式太赫兹木材含水量快速检测装置改变传动的接触式测量为非接触式测量，检测时间块，能够做到与传送带的运转相匹配的工作状态来检测待检测件木材的断层含水量、平均含水量等信息，以满足批量木材的快速检测。

该主动式太赫兹木材含水量快速检测装置设计合理、结构简单、安全可靠、使用方便、易于维护，具有很好的推广使用价值。

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图。

附图中的标记分别表示：

1、太赫兹发射源，2、波导管，3、准直透镜，4、喷气装置，5、驱动装置，6、待检测件（木材），7、传送带，8、太赫兹相机，9、图像处理模块，10、计算机，

11、检测机构，12、检测箱，13、检测箱内腔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的主动式太赫兹木材含水量快速检测装置作以下详细说明。

如附图所示，本实用新型的主动式太赫兹木材含水量快速检测装置，其结构包括太赫兹发射源、波导管、准直透镜、待检测件、传送带、太赫兹相机、图像处理模块，

太赫兹发射源1连接波导管2，太赫兹发射源1发射的太赫兹波经过波导管2的调制出射，

波导管2的轴向方向上设置有准直透镜3，准直透镜3的光轴与波导管2的轴向方向相重合；

太赫兹发射源1和波导管2均竖直设置；准直透镜3的下方设置有太赫兹相机8，太赫兹相机的接收面朝上，太赫兹相机接收准直透镜透过的太赫兹波；

在准直透镜3和太赫兹相机8之间的空间内设置有传送带7，传送带7上放置有待检测件6；

传送带7穿越准直透镜和太赫兹相机之间的空间；

太赫兹发射源、波导管、准直透镜、太赫兹相机构成检测机构11，太赫兹发射源、波导管、准直透镜、太赫兹相机通过检测机构固定架固定为一整体；

检测机构配置有驱动装置5，驱动装置5设置在检测箱12上，检测机构11设置在检测箱内腔13，

传送带水平传送运转，待检测件置于传送带表面，传送带和待检测件同步切割准直透镜向太赫兹相机发射的太赫兹波；太赫兹波从准直透镜发出，依次透过待检测件和传送带，达到太赫兹相机接收面；

驱动装置5驱动检测机构11往复运动，使检测机构的运动方向与传送带的传送方向间歇同向或反向；

太赫兹相机通过信号线连接有图像处理模块9，图像处理模块配置在计算机10上，计算机和图像处理模块配合操控驱动装置和传送带工作，计算机记录和运算分析图像处理模块的处理信息。

在准直透镜的发射方向的一侧的检测机构上还设置有喷气装置，喷气装置的喷气朝向准直透镜。

太赫兹源的频率范围为100GHZ～10THZ，为连续太赫兹发射源，优选选用300GHZ太赫兹发射源。

波导管材质为金属铜，对太赫兹波进行整形及波束规整，使太赫兹波以30°出射。

准直透镜材质为高阻硅，相对于太赫兹波为透明材质，其焦点位置为波导管出射口位置，准直透镜将波导管发射出的太赫兹波折射为平行光束。

喷气装置设置喷嘴耗气量115～170m³/min，空气放大倍数10～20倍。

传送带的速度与驱动装置相匹配使得太赫兹波能够照射整面木材，传送带材质为聚四氟乙烯相对于太赫兹波为透明材质，速度调节范围0～2000cm/s。

驱动装置设置为丝杠式往复位移调节，调节范围沿x轴向分布， x轴向上的驱动行程可通过丝杠调节。

太赫兹相机的探测范围为0.1THZ～10THZ。

图像处理模块收集穿透待检测件的太赫兹波，并对其进行成像，通过收集太赫兹波的能量信息，并与固定功率的太赫兹发射源的功率比对得到太赫兹波的衰减，根据太赫兹波的遇水衰减量与水分含量成正比，通过计算机运算出木材的含水量。

该主动式太赫兹木材含水量快速检测装置的太赫兹发射源1发射的太赫兹波经过波导管2的调制以特定角度出射，出射的太赫兹波被准直透镜3接收并经过进一步的准直以平行光束照射在木材上，木材中含有的水分会吸收一定的太赫兹能量，剩余的太赫兹能量会穿透木材及传送带到达太赫兹相机8，被太赫兹相机8接收，驱动机构5带动太赫兹发射源1、波导管2、准直透镜3、太赫兹相机8沿x轴方向往复运动且其运动速率与传送带速率相匹配以完整的照射木材。接收的信号经过图像处理模块9的处理将木材的图像进行呈现，显示木材的含水量分布及含水量值，并通过分析得出木材的平均含水量值。对于实际工况中水汽大的工作环境中，镜头容易凝结，加入喷气装置，其对镜头进行吹洗以保持镜头的干燥。

太赫兹源，频率范围100GHZ-10THZ，为连续太赫兹发射源，本装置作为最优选选用300GHZ太赫兹发射源，因此波段具有较高的发射功率及功率稳定性。

波导管，材质为金属铜，对太赫兹波进行整形及波束规整，使太赫兹波以30°出射。

准直透镜，材质为高阻硅，相对于太赫兹波为透明材质，其焦点位置为波导管出射口位置。

喷气装置，喷嘴耗气量115-170，空气放大倍数10-20。

传送带，其速度与驱动装置5相匹配使得太赫兹波能够照射整面木材，传送带材质为聚四氟乙烯相对于太赫兹波为透明材质。速度调节范围0-2000cm/s。

驱动装置，为丝杠位移调节，调节范围沿x分布，根据木材的实际尺寸可修改其在x轴上的驱动行程。

太赫兹相机，探测范围为0.1THZ-10THZ。

图像处理模块，能够收集穿透木材的太赫兹波，并对其进行成像，通过收集太赫兹波的能量信息，并与固定功率的太赫兹发射源的功率比对得到太赫兹波的衰减，根据太赫兹波的遇水衰减量与水分含量成正比，推导出木材的含水量。