无损检测 绝缘材料太赫兹检测方法.pdf

无损检测绝缘材料太赫兹检测方法

1范围

本文件规定了使用太赫兹光谱进行绝缘材料水分含量和缺陷检测的方法。

本文件适用于温度为0℃～40℃、含水量小于100mg/L的绝缘液体以及温度为0℃～40℃、

厚度为0.03mm～10mm、含水量小于8%的固体绝缘材料的太赫兹检测。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T2900.5电工术语绝缘固体、液体和气体

GB/T7600运行中变压器油和汽轮机油水分含量测定法（库仑法）

GB/T9445无损检测人员资格鉴定与认证

GB/T13962光学仪器术语

GB/T20737无损检测通用术语和定义

IEC60814绝缘液体油浸纸和纸板自动库伦卡尔费休滴定法测定水分（Insulatingliquids-

Oil-impregnatedpaperandpressboard-DeterminationofwaterbyautomaticcoulometricKarl

Fischertitration）

3术语和定义

GB/T2900.5、GB/T13962和GB/T20737界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

太赫兹波terahertzwaves

频率在0.1THz～10THz，波长为0.03mm～3mm范围内的电磁波。

4方法概述

水分含量测定——透射法

4.1.1原理

透射式太赫兹时域光谱系统的太赫兹发射器和接收器位于被测样品的两侧。检测时，飞秒激光器产

生的激光脉冲被分光镜分成两束光，其中一束能量较高的光作为泵浦光，另一束能量较低的光作为探测

光，泵浦光与太赫兹发射器相互作用产生太赫兹探测脉冲辐射。太赫兹探测脉冲辐射以透射的方式穿过

被测含水样品，透射后的太赫兹探测脉冲辐射含有被测样品的吸收系数、折射率等信息，在一定频域范

围内吸收系数积分值与被测样品的含水量成线性关系。透射法测定绝缘材料中水分含量的基本原理见

图1。

1

标引序号说明：

1——飞秒激光器；

2——分束器；

3——太赫兹发射器；

4——时间延迟装置；

5——反射镜；

6——太赫兹接收器；

7——被测样品。

图1透射法测定绝缘材料中水分含量的基本原理

根据测试需要，透射式测试光路可选择透镜透射光路以及离轴透射光路，见图2。

52

42

13

1

a）透镜透射光路b）离轴透射光路

标引序号说明；

1——太赫兹发射器；

2——太赫兹接收器；

3——透镜；

4——被测样品；

5——离轴抛物面镜发射系统。

图2透射式测试光路

2

4.1.2光学参数的计算

通过傅里叶变换将太赫兹时域谱롰(룂)转变为包含幅值和相位的频谱롰(븨)，按公式（1）计算参考样

品的频域幅值롨r(븨)和频域相位븲(븨)：

r

∞−i븨븨i븲(븨)

롰(븨)=∫롰(룂)뢤d룂=롨(븨)er························