Terahertz nondestructive evaluation
टेराहर्ट्ज़ गैर-विनाशकारी मूल्यांकन विद्युत चुम्बकीय विकिरण के टेराहर्ट्ज़ क्षेत्र में होने वाले उपकरणों और विश्लेषण की तकनीकों से संबंधित है। ये उपकरण और तकनीकें बिना किसी नुकसान के किसी सामग्री, घटक या प्रणाली के गुणों का मूल्यांकन करती हैं। टेराहर्ट्ज़ इमेजिंग एक उभरती हुई और महत्वपूर्ण गैर-विनाशकारी मूल्यांकन (एन. डी. ई.) तकनीक है जिसका उपयोग दवा, जैव चिकित्सा, सुरक्षा, सामग्री लक्षण वर्णन और एयरोस्पेस उद्योगों में परावैद्युत (गैर-संवाहक, यानी एक अवरोधक) सामग्री विश्लेषण और गुणवत्ता नियंत्रण के लिए किया जाता है। यह पेंट और कोटिंग्स में परतों के निरीक्षण, चीनी मिट्टी और समग्र सामग्री में संरचनात्मक दोषों का पता लगाने और चित्रों और पांडुलिपियों की भौतिक संरचना की इमेजिंग में प्रभावी साबित हुआ है। गैर-विनाशकारी मूल्यांकन के लिए टीएचजेड तरंगों का उपयोग बहु-स्तरीय संरचनाओं के निरीक्षण को सक्षम बनाता है और विदेशी सामग्री समावेशन, डिसबॉन्ड और डिलेमिनेशन, यांत्रिक प्रभाव क्षति, गर्मी की क्षति और पानी या हाइड्रोलिक तरल पदार्थ के प्रवेश से असामान्यताओं की पहचान कर सकता है। यह नई विधि सामग्री लक्षण वर्णन अनुप्रयोगों के लिए कई उद्योगों में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती है जहां सटीक मोटाई मानचित्रण (उत्पाद के भीतर और उत्पाद से उत्पाद तक उत्पाद आयामी सहिष्णुता सुनिश्चित करने के लिए) और घनत्व मानचित्रण (उत्पाद के भीतर और उत्पाद से उत्पाद तक उत्पाद की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए) की आवश्यकता होती है। गैर-विनाशकारी मूल्यांकन संवेदक और उपकरणों को गैर-विनाशकारी मूल्यांकन के लिए 0.1 से 10 टीएचजेड रेंज में नियोजित किया जाता है, जिसमें पता लगाना शामिल है। टेराहर्ट्ज़ घनत्व मोटाई इमेजर टेराहर्ट्ज़ घनत्व मोटाई इमेजर एक गैर-विनाशकारी निरीक्षण विधि है जो परावैद्युत, चीनी मिट्टी और समग्र सामग्री में घनत्व और मोटाई मानचित्रण के लिए टेराहर्ट्ज़ ऊर्जा का उपयोग करती है। यह गैर-संपर्क, एकल-पक्षीय टेराहर्ट्ज़ विद्युत चुम्बकीय माप और इमेजिंग विधि परावैद्युत (अवाहक) सामग्री में सूक्ष्म-संरचना और मोटाई भिन्नता की विशेषता है। इस विधि को स्पेस शटल एक्सटर्नल टैंक स्प्रेड-ऑन फोम इंसुलेशन के लिए प्रदर्शित किया गया था और इसे वर्तमान और भविष्य के नासा थर्मल प्रोटेक्शन सिस्टम और अन्य डाइलेक्ट्रिक सामग्री निरीक्षण अनुप्रयोगों के लिए एक निरीक्षण विधि के रूप में उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जहां नाजुकता के कारण नमूने के साथ कोई संपर्क नहीं किया जा सकता है और अल्ट्रासोनिक विधियों का उपयोग करना अव्यावहारिक है। घूर्णन स्पेक्ट्रोस्कोपी घूर्णन स्पेक्ट्रोस्कोपी 0.1 से 4 टेराहर्ट्ज़ (टीएचजेड) की आवृत्ति सीमा में विद्युत चुम्बकीय विकिरण का उपयोग करती है। इस सीमा में मिलीमीटर-रेंज तरंग दैर्ध्य शामिल हैं और यह विशेष रूप से रासायनिक अणुओं के प्रति संवेदनशील है। परिणामस्वरूप टीएचजेड अवशोषण एक अद्वितीय और पुनरुत्पादक वर्णक्रमीय पैटर्न पैदा करता है जो सामग्री की पहचान करता है। टीएचजेड स्पेक्ट्रोस्कोपी एक सेकंड से भी कम समय में विस्फोटकों की मात्रा का पता लगा सकती है। चूँकि विस्फोटक लगातार कुछ मात्रा में वाष्प का उत्सर्जन करते हैं, इसलिए दूर से छिपे हुए विस्फोटकों का पता लगाने के लिए इन तरीकों का उपयोग करना संभव होना चाहिए। टीएचजेड-वेव रडार टीएचजेड-वेव रडार गैस रिसाव, रसायन और परमाणु सामग्री को महसूस कर सकता है। फील्ड परीक्षणों में, टीएचजेड-वेव रडार ने 60 मीटर दूर से 10-पीपीएम स्तर पर रसायनों का पता लगाया। इस विधि का उपयोग बाड़ रेखा या विमान घुड़सवार प्रणाली में किया जा सकता है जो किसी भी मौसम में दिन या रात काम करती है। यह रासायनिक और रेडियोधर्मी प्लूम का पता लगा सकता है और उन पर नज़र रख सकता है। टीएचजेड-तरंग रडार जो परमाणु संयंत्रों से रेडियोधर्मी प्लूम को महसूस कर सकता है, ने हवा में विकिरण-प्रेरित आयनीकरण प्रभावों के आधार पर कई किलोमीटर दूर प्लूम का पता लगाया है। टीएचजेड टोमोग्राफी तकनीक गैर-विनाशकारी तरीके हैं जो 3डी में वस्तुओं का पता लगाने के लिए टीएचजेड स्पंदित किरण या मिलीमीटर-रेंज स्रोतों का उपयोग कर सकते हैं। इन तकनीकों में टोमोग्राफी, टोमासिंथेसिस, सिंथेटिक एपर्चर रडार और उड़ान का समय शामिल हैं। इस तरह की तकनीकें उन वस्तुओं में एक मिलीमीटर से कम के तराजू पर विवरण को हल कर सकती हैं जो आकार में कई दस सेंटीमीटर हैं। निष्क्रिय/सक्रिय इमेजिंग तकनीक सुरक्षा इमेजिंग वर्तमान में सक्रिय और निष्क्रिय दोनों तरीकों से की जा रही है। सक्रिय प्रणालियाँ विषय को टीएचजेड विकिरण से रोशन करती हैं जबकि निष्क्रिय प्रणालियाँ केवल विषय से प्राकृतिक रूप से होने वाले विकिरण को देखती हैं। स्पष्ट रूप से निष्क्रिय प्रणालियाँ स्वाभाविक रूप से सुरक्षित हैं, जबकि एक तर्क दिया जा सकता है कि किसी व्यक्ति का किसी भी प्रकार का "विकिरण" अवांछनीय है। हालाँकि, तकनीकी और वैज्ञानिक संदर्भों में, सक्रिय रोशनी योजनाएं सभी वर्तमान कानूनों और मानकों के अनुसार सुरक्षित हैं। सक्रिय रोशनी स्रोतों का उपयोग करने का उद्देश्य मुख्य रूप से संकेत-से-शोर अनुपात को बेहतर बनाना है। यह एक मानक ऑप्टिकल लाइट कैमरे पर फ्लैश का उपयोग करने के समान है जब परिवेशी प्रकाश स्तर बहुत कम होता है। सुरक्षा इमेजिंग उद्देश्यों के लिए परिचालन आवृत्तियाँ आम तौर पर 0.1 टीएचजेड से 0.8 टीएचजेड (100 गीगाहर्ट्ज से 800 गीगाहर्ट्ज) की सीमा में होती हैं। इस सीमा में त्वचा पारदर्शी नहीं होती है इसलिए इमेजिंग सिस्टम कपड़ों और बालों के माध्यम से देख सकते हैं, लेकिन शरीर के अंदर नहीं। ऐसी गतिविधियों से जुड़े गोपनीयता के मुद्दे हैं, विशेष रूप से सक्रिय प्रणालियों के आसपास, क्योंकि सक्रिय प्रणालियाँ, अपनी उच्च गुणवत्ता वाली छवियों के साथ, बहुत विस्तृत शारीरिक विशेषताओं को दिखा सकती हैं। एल3 प्रावधान और स्मिथ्स इको जैसी सक्रिय प्रणालियाँ वास्तव में मिलिटेक प्रणालियों जैसे टेराहर्ट्ज़ इमेजिंग प्रणालियों के बजाय एमएम-वेव इमेजिंग प्रणालियाँ हैं। ये व्यापक रूप से तैनात प्रणालियाँ छवियों को प्रदर्शित नहीं करती हैं, किसी भी गोपनीयता के मुद्दों से बचती हैं। इसके बजाय वे किसी भी विसंगत क्षेत्रों को हाइलाइट करने के साथ सामान्य "मॉडल" रूपरेखा प्रदर्शित करते हैं। चूंकि सुरक्षा जांच विसंगत छवियों की तलाश कर रही है, इसलिए झूठे पैर, झूठी बाहें, कोलोस्टोमी बैग, शरीर-पहने मूत्रालय, शरीर-पहने इंसुलिन पंप और बाहरी स्तन वृद्धि जैसी वस्तुएं दिखाई देंगी। ध्यान दें कि स्तन प्रत्यारोपण, त्वचा के नीचे होने के कारण, प्रकट नहीं होगा। सक्रिय इमेजिंग तकनीकों का उपयोग मेडिकल इमेजिंग करने के लिए किया जा सकता है। चूँकि टीएचजेड विकिरण जैविक रूप से सुरक्षित है (गैर आयनीकरण), इसका उपयोग त्वचा कैंसर का पता लगाने के लिए उच्च रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग में किया जा सकता है। अंतरिक्ष शटल निरीक्षण नासा अंतरिक्ष शटल निरीक्षण इस तकनीक के अनुप्रयोग का एक उदाहरण है। 2003 में शटल कोलंबिया दुर्घटना के बाद, कोलंबिया दुर्घटना जांच बोर्ड की सिफारिश R3.2.1 में कहा गया था कि "स्रोत पर सभी बाहरी टैंक तापीय सुरक्षा प्रणाली के मलबे को हटाने के लिए एक आक्रामक कार्यक्रम शुरू करें।" इस सिफारिश का समर्थन करने के लिए, फोम में खामियों के लिए निरीक्षण विधियों का मूल्यांकन, विकास और नासा में परिष्कृत किया जा रहा है। एसटीएस-114 ने स्पेस शटल डिस्कवरी को नियोजित किया, और स्पेस शटल कोलंबिया आपदा के बाद पहला "रिटर्न टू फ्लाइट" स्पेस शटल मिशन था। इसे 26 जुलाई 2005 को 10:39 EDT पर लॉन्च किया गया था। एसटीएस-114 उड़ान के दौरान महत्वपूर्ण फोम शेडिंग देखी गई। इसलिए, उस उड़ान के बाद कुचल फोम का गैर-विनाशकारी रूप से पता लगाने और उसे चिह्नित करने की क्षमता एक महत्वपूर्ण प्राथमिकता बन गई जब यह माना गया कि टैंक को संसाधित करने वाले कर्मचारियों ने उस पर चलने से फोम को कुचल दिया था या जब शटल लॉन्च पैड पर था या लॉन्च की अन्य तैयारी के दौरान ओलावृष्टि से नुकसान हुआ था। इसके अतिरिक्त, फोम में घनत्व भिन्नताएं भी दोष की शुरुआत के संभावित बिंदु थे जो फोम के झड़ने का कारण बनते थे। नीचे वर्णित नवाचार ने एक गैर-विनाशकारी, पूरी तरह से गैर-संपर्क, गैर-तरल-युग्मित विधि विकसित करने के आह्वान का जवाब दिया जो एक साथ और सटीक रूप से मोटाई भिन्नता (कर्मचारी हैंडलिंग और ओलों की क्षति के कारण कुचल फोम से) और फोम सामग्री में घनत्व भिन्नता को चिह्नित कर सकता है। एक ऐसी विधि का होना महत्वपूर्ण था जिसमें द्रव (जल) युग्मन की आवश्यकता न हो; अर्थात। ; अल्ट्रासोनिक परीक्षण विधियों के लिए जल युग्मन की आवश्यकता होती है। क्षेत्र और बाजार में लाखों डॉलर के अल्ट्रासोनिक उपकरण हैं जिनका उपयोग मोटाई माप और घनत्व मीटर के रूप में किया जाता है। जब टेराहर्ट्ज़ गैर-विनाशकारी मूल्यांकन को पूरी तरह से अधिक पोर्टेबल रूप में व्यावसायीकरण किया जाता है, और कम महंगा हो जाता है तो यह संरचनात्मक प्लास्टिक, चीनी मिट्टी और फोम सामग्री के लिए अल्ट्रासोनिक उपकरणों को बदलने में सक्षम होगा। नए उपकरणों को तरल युग्मन की आवश्यकता नहीं होगी जिससे क्षेत्र अनुप्रयोगों में उनकी उपयोगिता बढ़ेगी और संभवतः उच्च तापमान वाले इन-सीटू अनुप्रयोगों के लिए जहां तरल युग्मन संभव नहीं है। इस तकनीक से एक संभावित नए बाजार खंड का विकास किया जा सकता है। विनाशकारी परीक्षण निरीक्षण रखरखाव परीक्षण उत्पाद प्रमाणन गुणवत्ता नियंत्रण जोखिम-आधारित निरीक्षण विफलता फोरेंसिक इंजीनियरिंग सामग्री विज्ञान भविष्यवाणी रखरखाव विश्वसनीयता इंजीनियरिंग तनाव परीक्षण टेराहर्ट्ज़ विकिरण टेराहर्ट्ज़ मेटामेट्रियल्स संदर्भ आगे पढ़ने के लिए इस पृष्ठ पर टेराहर्ट्ज़ डोमेन के उपयोग के लिए निम्नलिखित अनुभाग भी देखें। ), टेराहर्ट्ज़ फ्रीक्वेंसीज़ में वाइब्रेशनल मोड की समझ, क्वांटम कैस्केड लेजर अनुप्रयोग, नोवेल सेंसिंग प्रतिमानों का कार्यान्वयन और जैव अणुओं में गतिशीलता। मूल पीएचडी। क्रिस्टोफर डी. स्टोइक, लेफ्टिनेंट कर्नल, यूएसएएफ द्वारा शोध प्रबंध। दिसंबर 2008। निःशुल्क ऑनलाइन लेख। गैर-विनाशकारी परीक्षण सामग्री परीक्षण सामग्री विज्ञान टेराहर्ट्ज़ प्रौद्योगिकी