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太赫兹时域光谱技术在陈皮品质检测中的应用方法研究
1
作者 梁耀胜 《农业技术与装备》 2025年第4期70-71,74,共3页
通过对不同贮藏年份(1、3、5、10、15、20 a)的陈皮样品进行色泽测定、光谱数据采集与处理,结合多种化学计量学及机器学习算法模型,系统分析了陈皮品质随年份的变化规律。结果表明,贮藏年份显著影响陈皮的色泽参数(L、a、b值)及太赫兹... 通过对不同贮藏年份(1、3、5、10、15、20 a)的陈皮样品进行色泽测定、光谱数据采集与处理,结合多种化学计量学及机器学习算法模型,系统分析了陈皮品质随年份的变化规律。结果表明,贮藏年份显著影响陈皮的色泽参数(L、a、b值)及太赫兹光谱特性(吸收系数、折射率等),3~15 a样品的光谱变化尤为明显,20 a样品趋于稳定。说明太赫兹时域光谱技术能够敏感地检测陈皮的品质差异,揭示其内部成分与微观结构的动态演变规律,为中药材质量控制提供了科学依据。 展开更多
关键词 太赫兹时域光谱技术 新会陈皮 品质检测 光谱分析
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基于太赫兹时域光谱椭偏技术的缬氨酸手性结构研究
2
作者 骆国防 齐济 +4 位作者 刘雅丽 何明霞 杨心刚 曲秋红 张逸竹 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第8期2128-2133,共6页
介绍了一种太赫兹(THz)透射时域偏振检测系统及其标定方法,能够有效识别氨基酸对映体的光学特性。缬氨酸的D-型和L-型手性镜像结构的物理特性颇为相似,但在生物活性上存在明显不同。THz波段的电磁辐射具有独特的光谱特性,能够有效探测... 介绍了一种太赫兹(THz)透射时域偏振检测系统及其标定方法,能够有效识别氨基酸对映体的光学特性。缬氨酸的D-型和L-型手性镜像结构的物理特性颇为相似,但在生物活性上存在明显不同。THz波段的电磁辐射具有独特的光谱特性,能够有效探测生物分子的旋转和振动模式。通过THz时域光谱技术,结合偏振片和THz宽带相位变换器实现了THz时域光谱椭圆偏振术(THz-TDSE),该技术能够同时测量电场的相位和幅度,进而实现对THz波的偏振状态的精确控制,并从中提取椭圆偏振的相关参数。研究表明,在THz波段中,D-和L-缬氨酸的吸收谱虽呈现相似性,但在偏振片和波片的角度调控下,二者在高频信号区域的吸收系数出现显著差异。特别是当偏振片的角度设置为-45°时,D-缬氨酸的吸收系数显著高于L-缬氨酸,显示出其对电磁波更强的吸收能力。研究揭示了手性分子在特定偏振状态下的光谱响应机制,并验证了THz光谱椭圆偏振术在手性物质鉴别中的潜力,为THz光学技术在生物化学和材料科学领域的应用提供了新的方向。 展开更多
关键词 太赫兹时域光谱椭偏技术 太赫兹宽带相位变换器 手性物质 氨基酸
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基于太赫兹时域光谱的淀粉品种分类研究
3
作者 魏涛 王恒 +4 位作者 葛宏义 蒋玉英 张元 温茜茜 郭春燕 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第7期1866-1873,共8页
淀粉作为一种主要的储存碳水化合物,是人类饮食中的主要能量来源,提供了人体50%以上的能量需求。同时,淀粉及其深加工行业是关乎国计民生的基础产业。然而,鉴于淀粉种类的多样化,并且它们在外观上相似度较高,直接对它们进行区分比较困难... 淀粉作为一种主要的储存碳水化合物,是人类饮食中的主要能量来源,提供了人体50%以上的能量需求。同时,淀粉及其深加工行业是关乎国计民生的基础产业。然而,鉴于淀粉种类的多样化,并且它们在外观上相似度较高,直接对它们进行区分比较困难,一些不法商家往往会将价格较低的淀粉包装成价格较高的淀粉来抬高价格。因此,对淀粉品种进行分类对我国食品加工和工业生产具有重要的实际应用意义。太赫兹(Terahertz,THz)技术作为一种高效的非破坏性、非接触和无标签的光学方法,在与物质作用时不会发生有害的电离辐射,可同时获得样品的吸收系数等光学参数,具有较高的信噪比和检测灵敏度,已被众多学者应用于农产品品质检测方面。为实现对淀粉品种的快速无损鉴别,从禾谷类淀粉与根茎类淀粉中选取了五种最为常见的淀粉样品作为样本,利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术获取其光谱信息,并根据实验数据计算了不同品种淀粉在0.2~1.2 THz波段的吸收系数;之后结合Savitzky-Golay(S-G)平滑、多元散射校正(MSC)、标准正态变换(SNV)三种预处理方法对原始光谱进行处理。采用主成分分析(PCA)根据累计贡献率超过95%提取特征数据,选取了前3个主成分,随后应用支持向量机(SVM)方法建立多分类模型。选取了三种核函数(linear,radial basis functions,polynomial)对不同品种淀粉类型进行了识别。结果显示:PCA-SVM-polynomial结合SG平滑对淀粉品种分类建模效果最好,其中测试集平均准确率为0.9419,Kappa系数为0.933,F1得分为0.9417。此外,还将该方法与逻辑回归(LR)、决策树(DT)、随机森林(RF)进行了比较,研究结果表明PCA-SVM优于其他方法,也证明了太赫兹技术对淀粉品种鉴别的可行性,对食品加工业的现代化及淀粉基产品的开发具有重要的实际应用价值。 展开更多
关键词 太赫兹时域光谱 淀粉 无损鉴别 多分类
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太赫兹光谱技术在食品污染检测中的研究进展 被引量：5
4
作者 张红涛 王龙杰 +2 位作者 谭联 赵鑫涛 田承浩 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2120-2126,共7页
随着新的食品加工技术及新型食品材料的不断涌现,食品污染问题也越来越多,国际食品安全事件频繁爆发,食品污染造成的食源性疾病对人民生命健康造成严重威胁,如何把控好食品质量成为人们关注的焦点问题。太赫兹技术作为一项新兴的检测技... 随着新的食品加工技术及新型食品材料的不断涌现,食品污染问题也越来越多,国际食品安全事件频繁爆发,食品污染造成的食源性疾病对人民生命健康造成严重威胁,如何把控好食品质量成为人们关注的焦点问题。太赫兹技术作为一项新兴的检测技术,其反映样品的物理结构、性质及化学成分的同时,也获取样品在太赫兹波段的时域和频域信息作为物质“指纹”谱,用于无损检测和识别领域并取得了一定的成果。相较于传统的检测手段,太赫兹技术安全性高、透视性好以及波谱分辨能力强等优势使其在食品污染检测领域具有极大的应用潜力和应用前景。文章简述了太赫兹光谱技术的基本原理,以其中最为常用的太赫兹时域光谱技术为主要研究重点,对该技术在食品生物性污染、化学性污染、物理性污染检测方面的应用研究工作进行了重点归纳总结,最后聚焦于太赫兹技术在食品污染检测领域的实际应用现状,讨论其发展趋势和应用前景,并分析目前研究仍存在的问题,以期为太赫兹技术在食品安全检测领域未来的进一步发展提供参考。 展开更多
关键词 光谱学 太赫兹时域光谱 光谱检测 食品污染 食品安全
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基于层次分析法的太赫兹时域光谱定性识别
5
作者 赵渺钰 燕芳 +1 位作者 李文文 刘洋硕 《红外技术》 北大核心 2025年第5期656-661,共6页
太赫兹时域光谱技术属于远红外光谱技术的一种,其光谱能够反映物质的内部特性,具有丰富的物理和化学信息,因此利用太赫兹波可对含氮元素的添加剂进行定性识别。层次分析法原用于解决评价类问题,本文将其引入太赫兹光谱定性分析领域,提... 太赫兹时域光谱技术属于远红外光谱技术的一种,其光谱能够反映物质的内部特性,具有丰富的物理和化学信息,因此利用太赫兹波可对含氮元素的添加剂进行定性识别。层次分析法原用于解决评价类问题,本文将其引入太赫兹光谱定性分析领域,提出一种结合层次分析法的太赫兹时域光谱定性识别方法,并采集数据对其进行验证。文中以6种添加剂作为实验样品,首先对采集到的太赫兹时域光谱数据进行预处理,将其转化为由峰值、峰位、峰数和整体趋势组成的数据集;然后将数据划分为对比集和测试集,构建结合层次分析法的添加剂定性识别模型,并进行参数寻优。结果表明,基于单一因素(即整体趋势、峰值、峰位、峰数)的添加剂定性识别精度分别为80.23%、70.93%、67.44%、40.70%,而基于多因素的层次分析定性识别方法识别精度可提升至92.44%。此外,在数据预处理阶段对吸收谱数据进行二值化模糊表征,并作为整体趋势的数据集,将层次分析定性识别模型与此种数据表征法结合后,识别精度可提至94.19%。研究结果证明了结合层次分析法的定性识别算法的有效性,且该法步骤简单,无需训练,适用于小样本的快速定性检测。 展开更多
关键词 层次分析 定性识别 太赫兹时域光谱技术 添加剂
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太赫兹检测技术在海洋领域中的应用
6
作者 张子晨 孙栋 +3 位作者 阮剑剑 李书帆 乔伟 林洪沂 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第6期380-400,共21页
太赫兹技术在海洋领域展现了显著的应用潜力,涵盖水质分析、无损检测和海洋生态监控等方面。凭借非接触式测量和无损检测的优势,太赫兹技术能够有效区分浮油海面与正常海面,并进行水质分类,为海洋污染检测提供新的技术手段。太赫兹技术... 太赫兹技术在海洋领域展现了显著的应用潜力,涵盖水质分析、无损检测和海洋生态监控等方面。凭借非接触式测量和无损检测的优势,太赫兹技术能够有效区分浮油海面与正常海面,并进行水质分类,为海洋污染检测提供新的技术手段。太赫兹技术还可应用于船舶材料的无损检测,评估船体结构和涂层的完整性,同时支持海洋环境中PE管材的安全性检测,实时监测管材的受损程度和结构稳定性。在海洋生态监控方面,太赫兹技术能检测微藻代谢物变化,识别赤潮等生态问题,为海洋生态保护提供支持。同时,它还在监测海洋放射性元素铯浓度变化方面显示出优势。随着技术进步,太赫兹技术在海洋领域的应用前景广阔,为海洋保护与开发提供高效、准确的检测手段。 展开更多
关键词 太赫兹技术 海洋生态监测 太赫兹时域光谱技术 浮油检测 无损检测
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太赫兹技术在爆炸物检测中的研究现状
7
作者 张淑敏 李欣宇 +4 位作者 王拓 孟坤 李文凭 唐德东 朱新勇 《红外技术》 北大核心 2025年第8期955-962,共8页
随着太赫兹技术的不断发展,在安检领域中,利用太赫兹光谱及成像技术对爆炸物进行检测有着独特的优势,是一种非接触性无损检测手段,能够与传统探测技术互补,具有极大的发展潜力。本文主要总结了国内外不同机构研究的爆炸物指纹谱数据,探... 随着太赫兹技术的不断发展,在安检领域中,利用太赫兹光谱及成像技术对爆炸物进行检测有着独特的优势,是一种非接触性无损检测手段,能够与传统探测技术互补,具有极大的发展潜力。本文主要总结了国内外不同机构研究的爆炸物指纹谱数据,探究影响爆炸物光谱测量的因素,并阐述了太赫兹光谱技术对于痕量爆炸物和隐藏爆炸物探测方面的应用,以及太赫兹成像技术对人体和爆炸物等不同介质的检测,为爆炸物的太赫兹无损检测研究提供参考。 展开更多
关键词 太赫兹技术 爆炸物 太赫兹时域光谱 太赫兹成像 隐藏爆炸物
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太赫兹时域光谱技术在危险品检测方面的应用 被引量：17
8
作者 刘桂锋 赵红卫 +1 位作者 葛敏 王文锋 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期966-969,共4页
太赫兹波（terahertz，THz，T-ray）是指频率介于0．1～10THz之间的电磁辐射，在电磁波谱上位于微波和远红外线之间。大多数爆炸物、毒品在此波段有特征吸收。与在公共安全领域检测武器、爆炸物、毒品等危险品的传统方法相比，太赫兹辐... 太赫兹波（terahertz，THz，T-ray）是指频率介于0．1～10THz之间的电磁辐射，在电磁波谱上位于微波和远红外线之间。大多数爆炸物、毒品在此波段有特征吸收。与在公共安全领域检测武器、爆炸物、毒品等危险品的传统方法相比，太赫兹辐射能量低，不会产生电离辐射，也不会引起安全担忧。而且，太赫兹波对于衣物等大多数包装材料有很强的穿透力，对物质的检测可以做到高灵敏、无损伤和远距离，因此在反恐、毒品、安全检测等方面具有显著潜在优势。文章介绍了国内外太赫兹时域光谱技术（terahertz timedomainspectroscopy，THz-TDS）在爆炸物及毒品检测方面的研究最新进展；详细讨论了黑索金（RDX）的研究现状，并初步探讨了影响实验结果的几种因素。 展开更多
关键词 太赫兹时域光谱 爆炸物 毒品 检测
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太赫兹时域光谱及成像技术在农作物品质检测中的应用研究进展 被引量：15
9
作者 吴静珠 李晓琪 +3 位作者 孙丽娟 刘翠玲 孙晓荣 余乐 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期358-367,共10页
太赫兹辐射以其独特的技术优势,如瞬时性、宽带性、相干性、低能量性、穿透性和吸收性,受到了全世界各国政府、高等院校、科研机构等的高度重视并日趋成为生物医学、材料科学和物理学等领域的新兴研究热点。农作物成分如水分、蛋白、脂... 太赫兹辐射以其独特的技术优势,如瞬时性、宽带性、相干性、低能量性、穿透性和吸收性,受到了全世界各国政府、高等院校、科研机构等的高度重视并日趋成为生物医学、材料科学和物理学等领域的新兴研究热点。农作物成分如水分、蛋白、脂肪、淀粉等理论上在太赫兹谱区有较为丰富的吸收;太赫兹波的低辐射特性对农业生物样本检测更为安全;太赫兹波的穿透特性对带包装样本、包衣样本的检测又独具优势;太赫兹时域光谱与成像技术结合还可以进一步对农作物样本的组织形态进行辨别评价,因此太赫兹波技术逐渐成为农作物品质检测领域一项极具应用潜力和应用前景的前沿分析技术。简述了太赫兹时域光谱及成像技术的基本原理,聚焦于太赫兹时域光谱及成像技术在农作物品质检测领域的应用研究现状,对该技术在农作物种子质量鉴别(如品种、转基因和活力)、农作物成分分析(如糖类、水分和淀粉),农作物贮藏品质判别(如新陈度、劣变和虫蚀)以及在农产品安全检测(如农药残留、非法添加物和异物)方面的新近研究工作和进展进行归纳总结,并展望了该技术在农作物品质检测领域的应用前景和发展趋势。 展开更多
关键词 太赫兹时域光谱及成像技术 农作物种子质量 农作物成分 农作物贮藏 农产品安全
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红薯淀粉中添加剂明矾的定性和定量太赫兹时域光谱技术检测 被引量：14
10
作者 管爱红 李智 葛宏义 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期267-270,共4页
应用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术对红薯淀粉中的添加剂明矾进行了实验研究,获得了红薯淀粉和明矾的太赫兹时域光谱和频域光谱,通过计算得到二者的吸收系数谱和折射率谱,吸收系数谱显示明矾在太赫兹波段有明显的特征吸收峰,可以用THz-TD... 应用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术对红薯淀粉中的添加剂明矾进行了实验研究,获得了红薯淀粉和明矾的太赫兹时域光谱和频域光谱,通过计算得到二者的吸收系数谱和折射率谱,吸收系数谱显示明矾在太赫兹波段有明显的特征吸收峰,可以用THz-TDS技术对淀粉中的明矾进行特征识别。实验获得了红薯淀粉中掺杂不同百分比(质量分数)明矾的太赫兹时域光谱,计算得到吸收系数谱和折射率谱,发现随着明矾含量的增加吸收峰的幅度下降,折射率逐渐下降,说明THz-TDS技术可以用于淀粉中明矾的定性识别和定量检测。 展开更多
关键词 太赫兹时域光谱技术 红薯淀粉 明矾 食品检测
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基于太赫兹时域透射成像技术的葵花籽内部品质无损检测研究 被引量：6
11
作者 刘翠玲 王少敏 +1 位作者 吴静珠 孙晓荣 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期3384-3389,共6页
葵花籽壳内籽仁的品质直接影响产出食用油的质量,利用太赫兹时域透射成像技术,结合形态学滤波和K-均值图像分割的方法,对葵花籽破损粒、虫蚀粒、空壳粒三种异常样本进行带壳无损检测,实现对葵花籽壳内品质的探索研究。参考国家标准和前... 葵花籽壳内籽仁的品质直接影响产出食用油的质量,利用太赫兹时域透射成像技术,结合形态学滤波和K-均值图像分割的方法,对葵花籽破损粒、虫蚀粒、空壳粒三种异常样本进行带壳无损检测,实现对葵花籽壳内品质的探索研究。参考国家标准和前人经验制备破损粒、虫蚀粒和空壳粒三种带壳葵花籽样本,利用太赫兹时域光谱仪TeraPulse 4000及透射成像附件,以0.2 mm的分辨率分别采集上述三种异常样本的光谱图像,并采集一颗正常葵花籽的光谱图像作为参照,以峰峰值成像的方式对四种葵花籽太赫兹图像进行重构。通过太赫兹图像可初步判断壳内籽仁的形态,但仍存在对比度低、边缘信息模糊等问题,需要进一步优化处理。采用形态学滤波算法对葵花籽的太赫兹图像进行滤波,选择边长为3的平坦型菱形结构元素作为核对图像进行一次膨胀,再计算图像的外部梯度,完成对图像的滤波处理;将形态学滤波结果分别与中值滤波、均值滤波和非局部均值滤波结果进行比较,对比发现,形态学滤波不仅保证了图像的清晰度,保留了边缘信息,同时能使葵花籽样本与背景之间存在明显界限,有利于后续进行图像分割处理。为了更加准确的检测葵花籽籽仁的形态,对滤波后图像进行图像分割。采用K-均值聚类算法对滤波后的太赫兹图像进行图像分割;为提高分割结果的准确性,对不同样本的图像分别确定了不同的初始聚类中心个数K,其中破损粒K=4、虫蚀粒K=5、空壳粒K=3、正常粒K=4,分割后的图像能准确呈现葵花籽壳内籽仁的形态。研究结果表明,太赫兹时域透射成像技术结合形态学滤波及K-均值图像分割方法对实现葵花籽内部品质的带壳无损检测具有可行性,为后期建立带壳葵花籽品质无损检测模型奠定基础,为油料作物内部品质的带壳无损检测提供参考。 展开更多
关键词 太赫兹 时域成像 形态学滤波 K-均值图像分割 葵花籽 无损检测
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基于太赫兹时域光谱技术的交联聚乙烯电缆绝缘层气隙检测分析 被引量：19
12
作者 谢声益 杨帆 +2 位作者 黄鑫 余晓 高兵 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第12期2698-2707,共10页
隐藏气隙缺陷会严重影响交联聚乙烯(XLPE)电缆的绝缘性能,造成安全隐患。该文提出一种基于太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)的XLPE无损检测新方法。首先分析XLPE中隐藏气隙缺陷特性,建立含有气隙缺陷的XLPE的多层色散模型并进行理论分析,然... 隐藏气隙缺陷会严重影响交联聚乙烯(XLPE)电缆的绝缘性能,造成安全隐患。该文提出一种基于太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)的XLPE无损检测新方法。首先分析XLPE中隐藏气隙缺陷特性,建立含有气隙缺陷的XLPE的多层色散模型并进行理论分析,然后采用实际XLPE样品并人工模拟气隙缺陷,最后利用自己搭建的透射式THz-TDS系统对样品成谱成像实验。实验结果表明,通过采集THz-TDS系统透过样品的时域信号,以信号幅值和相位为特征量可有效辨别XLPE样品的隐藏气隙,对信号谱进一步分析可以得出隐藏气隙的几何尺寸信息,计算误差在2.9%以内;另外,对XLPE隐藏气隙的THz成像实验可以更直观地观测到气隙特征,应用该文设计的太赫兹成像算法能清楚地辨识气隙的位置和形状特性。该文从理论和实验上证明了基于THz-TDS系统对XLPE隐藏气隙缺陷无损检测的新方法的可行性,可为电缆绝缘缺陷的无损检测提供一种新的思路,且可应用于其他电气设备检测中。 展开更多
关键词 太赫兹时域光谱技术 交联聚乙烯 无损检测 太赫兹成像
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太赫兹时域光谱无损检测玻纤复合材料的干涉现象研究 被引量：2
13
作者 牟达 王奇书 +5 位作者 崔宗宇 任姣姣 张丹丹 李丽娟 辛胤杰 周桐宇 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期3031-3040,共10页
玻璃纤维增强复合材料作为新型的先进复合材料,具有质量轻、耐高温、耐冲击等特有的优点被广泛地应用在航空军工等领域。然而,在其生产过程中由于制作工艺的影响,使其内部容易产生分层和夹杂等微小缺陷;另一方面,此类复合材料在其生命... 玻璃纤维增强复合材料作为新型的先进复合材料,具有质量轻、耐高温、耐冲击等特有的优点被广泛地应用在航空军工等领域。然而,在其生产过程中由于制作工艺的影响,使其内部容易产生分层和夹杂等微小缺陷;另一方面,此类复合材料在其生命周期内,由于外界因素如冲击力、高温等干扰,使得材料表面和内部发生灼痕和脱粘等缺陷。缺陷的存在使得作为结构件的玻璃纤维增强复合材料的安全系数降低,因此有必要对材料内部的缺陷进行检测。太赫兹时域光谱技术得益于太赫兹波段的独有优势,作为传统无损检测方式的有效补充,以其瞬态性、低能性以及指纹谱性近年来被广泛地应用在复合材料无损检测领域,可以有效地对缺陷进行无损检测。通过检测结果对玻璃纤维增强复合材料的性能进行评估,然而利用太赫兹时域光谱技术对缺陷检测分析时,发现对缺陷进行层析成像过程有一些随时间扩散的条纹,条纹的存在掩盖了缺陷的形状,对缺陷的清晰识别产生影响,进一步导致对缺陷的漏判和误判。现阶段,对于缺陷层析成像时条纹出现的原因在理论上的分析鲜有研究,该研究提出了应用时域有限差分技术建模分析太赫兹波与玻璃纤维增强复合材料的相互作用机理。建立在0.2~1.5 THz频段范围内的反射式数值模型,通过数值模拟实现了对玻璃纤维增强复合材料内部1、3以及5 mm深度处的缺陷成像,并且发现,当太赫兹波垂直入射到玻璃纤维复合材料表面时,每一深度处的缺陷均可清晰成像,当太赫兹波以1°倾斜角入射到玻璃纤维增强复合材料表面以及玻璃纤维增强复合材料上下表面存在2°倾斜时,材料内部每一深度处的缺陷成像中均出现了交替变化的条纹,验证了出现条纹的原因是由干涉现象引起的。 展开更多
关键词 无损检测 太赫兹 时域有限差分 缺陷成像 干涉条纹
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基于太赫兹时域光谱技术的诺氟沙星浓度检测研究 被引量：5
14
作者 白军朋 李斌 +1 位作者 张淑娟 陈怡每 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2710-2716,共7页
畜禽养殖中抗生素的不合理使用导致畜禽产品中抗生素残留问题时有发生,进而通过食物链影响食品安全,威胁人类健康。准确、快速检测出抗生素药物的含量对保障食品安全具有重要意义。以残留较为常见的喹诺酮类诺氟沙星抗菌药为研究对象,... 畜禽养殖中抗生素的不合理使用导致畜禽产品中抗生素残留问题时有发生,进而通过食物链影响食品安全,威胁人类健康。准确、快速检测出抗生素药物的含量对保障食品安全具有重要意义。以残留较为常见的喹诺酮类诺氟沙星抗菌药为研究对象,开展基于太赫兹光谱技术的诺氟沙星较大梯度和较小梯度的全浓度含量检测研究。在较大梯度诺氟沙星样本中,首先,在1%~100%范围内设置了11个浓度,完成较大梯度压片样本制备;然后经太赫兹时域光谱系统扫描获取其时域光谱,提取样本的吸收系数,用卷积平滑S-G二项式拟合滤波去除噪声、平滑样本光谱数据。发现纯净的诺氟沙星在1.205 THz处存在一个强烈吸收峰,在0.816 THz处存在一个弱吸收峰。最后,利用逐步回归和连续投影法(SPA)选择变量并结合特征吸收峰进行多元线性回归建模预测分析。进一步在较小梯度诺氟沙星样本研究中,首先在浓度100μg·mL-1(0.01%)以下设置了29个浓度系列,完成较小梯度溶液样本制备;然后获得其太赫兹时域光谱,用S-G二项式拟合滤波进行数据预处理,发现各浓度的吸收光谱未出现明显差异,最后利用逐步回归和连续投影法(SPA)选择变量结合特征吸收峰实现多元线性回归建模预测分析。结果表明:在较大梯度诺氟沙星样本中逐步回归选择变量的多元线性回归达到了模型最优(R_(p)=0.962,RMSEP=2.74%),准确率优于当前已有最优预测模型(R_(p)=0.867,RMSEP=16.6%);小梯度诺氟沙星样本的逐步回归选择变量的多元线性回归模型最优(R_(p)=0.728,RMSEP=18.79μg·mL^(-1)),该方法有一定的预测能力,但是准确率有待提升。利用太赫兹光谱技术实现了较全浓度诺氟沙星的检测,为后续诺氟沙星检测限的探索等进一步研究提供了一定的研究基础。 展开更多
关键词 太赫兹时域光谱技术 诺氟沙星 浓度检测 喹诺酮 吸收系数 抗生素残留
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太赫兹时域光谱技术的变压器油低水含量检测 被引量：12
15
作者 蒋强 王玥 +1 位作者 文哲 王际华 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1049-1052,共4页
变压器的维护至关重要。变压器油中水含量的检测是变压器维护中很重要的一部分。水在太赫兹频段独特的分子键振动模式使其对太赫兹波具有强烈的吸收性。利用太赫兹时域光谱技术对变压器油进行水含量检测,获得了不同水含量变压器油的吸... 变压器的维护至关重要。变压器油中水含量的检测是变压器维护中很重要的一部分。水在太赫兹频段独特的分子键振动模式使其对太赫兹波具有强烈的吸收性。利用太赫兹时域光谱技术对变压器油进行水含量检测,获得了不同水含量变压器油的吸收系数和折射率,结合相关理论模型对获得的参数进行了分析验证。试验结果表明,变压器油的吸收系数和折射率与水含量呈线性关系。 展开更多
关键词 太赫兹时域光谱 绝缘油 水含量检测
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太赫兹光谱结合机器学习算法快速测定冻干胡萝卜的水分含量
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作者 孙梦 成军 +4 位作者 刁庶 韩天宇 于志龙 李璟文 谢云飞 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第7期1924-1931,共8页
水分含量对冻干胡萝卜的质量和货架期具有至关重要的影响。然而,传统的水分测量方法费时低效。因此,该研究旨在探索一种基于太赫兹时域光谱(THz-TDS)与机器学习(ML)技术相结合的快速、无损检测方法,用于测定冻干胡萝卜的水分含量。试验... 水分含量对冻干胡萝卜的质量和货架期具有至关重要的影响。然而,传统的水分测量方法费时低效。因此,该研究旨在探索一种基于太赫兹时域光谱(THz-TDS)与机器学习(ML)技术相结合的快速、无损检测方法,用于测定冻干胡萝卜的水分含量。试验采集140个不同水分含量样本的时域光谱数据,基于光学参数提取模型,获得样品的吸收系数和折射率光谱。为了提升光谱数据的质量,对获得的光谱进行移动平均(MA)平滑和SG平滑预处理,随后采用竞争自适应重加权采样(CARS)、连续投影算法(SPA)、无信息变量消除(UVE)三种特征提取算法,从原始光谱数据中筛选出与水分含量密切相关的特征光谱变量。最后,采用偏最小二乘回归(PLSR)、反向传播人工神经网络(BPANN)和极端梯度提升(XGBoost)三种机器学习算法构建了定量预测模型,并利用模型评价指标对这些模型进行了全面评估,以确定检测冻干胡萝卜水分含量的最佳光学参数与最优算法组合。结果表明,吸收系数光谱准确有效地反映了水分信息,预处理有效去除了光谱噪声,特征提取确定了与水分相关的关键变量,BPANN展现出最优的定量预测性能。其中,基于吸收系数光谱的SG-CARS-BPANN模型表现出最强的预测性能(R_(C)^(2)=0.9712,RMSEC=0.0073,R_(P)^(2)=0.9366,RMSEP=0.0107)。这些发现表明,太赫兹和机器学习的结合可以实现冻干胡萝卜水分含量的快速无损检测,所建立的方法具有用于在加工和储存期间实时监测冻干果蔬中水分含量的潜力。 展开更多
关键词 太赫兹时域光谱 冻干果蔬 化学计量学 吸收系数 无损定量分析
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光谱技术在塑料质量检测中的应用
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作者 刘瑞 冯绍业 《塑料工业》 北大核心 2025年第4期23-28,49,共7页
系统梳理了紫外-可见光谱、红外光谱、拉曼光谱、太赫兹光谱、X射线荧光光谱和高光谱技术的基本原理、优势和挑战,并探讨了其在塑料质量检测领域的应用现状。紫外-可见光谱可应用于塑料制品的结构表征和成分分析,也在劣化评估上有独特... 系统梳理了紫外-可见光谱、红外光谱、拉曼光谱、太赫兹光谱、X射线荧光光谱和高光谱技术的基本原理、优势和挑战,并探讨了其在塑料质量检测领域的应用现状。紫外-可见光谱可应用于塑料制品的结构表征和成分分析,也在劣化评估上有独特应用。红外光谱不仅可对塑料进行结构检测和成分分析,还可进行其性能评估。拉曼光谱在塑料结构表征、成分分析和分类识别上表现突出。太赫兹光谱在塑料结构分析、分类识别和成分分析上应用广泛的同时,在缺陷检测领域也独具优势。X射线荧光光谱在塑料结构、成分和分类上有着广泛应用。高光谱技术因融合成像与光谱,在塑料的高精度分类识别领域优势明显。尽管光谱技术在塑料质量检测领域中具有诸多优势,但也存在一些缺陷和局限性,如易受杂质干扰、稳定性不足、数据解析不准确等。未来的研究方向应结合机器学习和大数据分析的方法,提高光谱技术的智能化和自动化程度,以进一步提升其在复杂塑料材料检测中的应用潜力。 展开更多
关键词 光谱技术 塑料质量检测 紫外-可见光谱技术 红外光谱技术 拉曼光谱技术 太赫兹光谱技术 X射线荧光光谱技术 高光谱技术
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太赫兹时域光谱技术在绝缘纸板微水含量检测中的应用分析 被引量：5
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作者 成立 夏彦卫 +3 位作者 高树国 赵军 王俊宏 程之栋 《智慧电力》 北大核心 2020年第8期104-109,共6页
水分是电力设备油纸绝缘寿命的首要劣化因素。将太赫兹时域光谱系统(THz-TDS)引入到油纸绝缘微水含量测试中,利用太赫兹时域光谱系统对不同微水含量绝缘纸板样品进行测试,得到了不同太赫兹时域及频域响应信号结果并进行拟合,从而获得了... 水分是电力设备油纸绝缘寿命的首要劣化因素。将太赫兹时域光谱系统(THz-TDS)引入到油纸绝缘微水含量测试中,利用太赫兹时域光谱系统对不同微水含量绝缘纸板样品进行测试,得到了不同太赫兹时域及频域响应信号结果并进行拟合,从而获得了可以初步估计纸板中水分含量的计算公式;最后结合太赫兹成像技术对纸板平面的水分不均匀分布情况进行了检测。由于水分子中的氢键在太赫兹波照射下会产生强烈的共振与吸收,在太赫兹透射波中产生明显的反馈作用,基于此原理可以将太赫兹检测技术运用于对绝缘纸板水分含量与分布的评估中。 展开更多
关键词 电力设备 绝缘纸板 水分含量 太赫兹时域光谱技术
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太赫兹无损检测的多特征参数神经网络分析技术 被引量：8
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作者 任姣姣 李丽娟 +2 位作者 张丹丹 乔晓利 徐子鹏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期204-210,共7页
提出一种基于太赫兹无损检测的多特征参数神经网络分析技术,用于分析耐高温复合材料的粘贴质量无损检测.采用抽片式方法设计了一种耐高温复合材料的脱粘缺陷样品,抽片厚度为0.1mm.采用太赫兹时域光谱无损检测技术对耐高温复合材料的多... 提出一种基于太赫兹无损检测的多特征参数神经网络分析技术,用于分析耐高温复合材料的粘贴质量无损检测.采用抽片式方法设计了一种耐高温复合材料的脱粘缺陷样品,抽片厚度为0.1mm.采用太赫兹时域光谱无损检测技术对耐高温复合材料的多层脱粘缺陷进行了检测试验研究,对比了上下脱粘缺陷所对应的太赫兹时域波形及频谱信息的异同,针对性地建立了耐高温复合材料粘贴质量的上层脱粘参数、下层脱粘参数、频域吸收质心参数等多特征参数,将特征参数进行优化作为反向传播神经网络的输入并对其进行上下脱粘分类识别.通过对反向传播神经网络的训练测试,实现了耐高温复合材料上层脱粘0.1mm、下层脱粘0.1mm的脱粘缺陷的识别. 展开更多
关键词 光谱学 太赫兹时域光谱 神经网络 耐高温复合材料 无损检测 粘贴质量
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太赫兹光谱技术在食品质量安全检测中的应用研究进展 被引量：15
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作者 李鹏鹏 张元 +1 位作者 葛宏义 廉飞宇 《食品工业科技》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期372-375,共4页
人们对食品安全问题表现出极大关注,因此对食品质量安全的快速检测显得尤为重要。太赫兹技术作为一种新兴的检测技术,将其应用到食品领域具有重要意义。本文首先介绍食品质量安全检测的传统方法,分析其优缺点,然后介绍太赫兹光谱技术,... 人们对食品安全问题表现出极大关注,因此对食品质量安全的快速检测显得尤为重要。太赫兹技术作为一种新兴的检测技术,将其应用到食品领域具有重要意义。本文首先介绍食品质量安全检测的传统方法,分析其优缺点,然后介绍太赫兹光谱技术,分析太赫兹技术独特的优势和存在的不足,着重对太赫兹光谱技术在食品中有害物检测方面的研究现状进行综述,并对太赫兹技术的发展前景进行了展望。 展开更多
关键词 太赫兹时域光谱 食品安全 光谱检测
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