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X射線CT系統(tǒng)能夠?qū)悠返膬?nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行無(wú)損三維觀察，所以它可用于檢驗(yàn)產(chǎn)品的內(nèi)部質(zhì)量，在本案例中能夠評(píng)估粘合劑中的孔隙并對(duì)內(nèi)置部件進(jìn)行測(cè)量。

使用紅外顯微鏡可以對(duì)樹(shù)脂材料和零部件的粘合劑等有機(jī)物進(jìn)行定性分析。

引言

ADAS（高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)）是用于支持安全駕駛的系統(tǒng)，通過(guò)監(jiān)測(cè)汽車周圍的環(huán)境，轉(zhuǎn)換成可視化信息和警報(bào)來(lái)預(yù)防事故的發(fā)生，提高駕駛安全性，保證駕駛員能夠安全舒適地進(jìn)行駕駛。

ADAS系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)車輛周圍環(huán)境時(shí)，會(huì)使用到寬視場(chǎng)相機(jī)、毫米波雷達(dá)、超聲波傳感器和其他器件，但由于這些器件耗電量大導(dǎo)致發(fā)熱，因此需要高效的散熱和冷卻機(jī)制。而且由于這些傳感器遍布車身外部，所以氣密性十分重要。在汽車輕量化的要求下，部分傳感器殼體需要使用樹(shù)脂材料，需要保證其不會(huì)因內(nèi)部電子器件所產(chǎn)生熱量而變形，所以評(píng)估這些樹(shù)脂材料本身及其添加劑的耐熱性和低翹曲度尤為重要。

本案例中使用微焦點(diǎn)X射線CT系統(tǒng)（圖1）和紅外顯微鏡（圖2）對(duì)ADAS的毫米波雷達(dá)進(jìn)行測(cè)試。X射線CT系統(tǒng)用于器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的無(wú)損觀察，并分析粘合膠粘劑中的孔隙和寬視場(chǎng)相機(jī)的安裝角度，同時(shí)使用紅外顯微鏡對(duì)毫米波雷達(dá)中使用的樹(shù)脂材料進(jìn)行定性分析。

圖1：微焦點(diǎn)X射線CT系統(tǒng)inspeXio SMX-225CT FPD HR Plus

圖2：紅外顯微鏡系統(tǒng)（IRTracer-100 + AIMsight）

毫米波雷達(dá)的觀測(cè)與測(cè)量

使用X射線CT系統(tǒng)360?掃描樣件，采集X射線透視數(shù)據(jù)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)重建出三維數(shù)據(jù)。

圖3顯示了毫米波雷達(dá)天線部分的斷面圖像，分辨率約為0.050mm，可以進(jìn)行長(zhǎng)度測(cè)量，例如，測(cè)量天線間的距離。

圖3：天線部分?jǐn)嗝鎴D（MPR）

圖4的三維圖像顯示毫米波雷達(dá)內(nèi)密封的電路板及外殼的粘合部分。這里，軟件分析膠粘劑的孔隙體積，并以顏色區(qū)分不同尺寸。因此X射線CT系統(tǒng)可以對(duì)熱沖擊等耐久試驗(yàn)前、后的密封材料進(jìn)行評(píng)估。

圖4：毫米波雷達(dá)VR圖和局部放大圖

使用紅外顯微鏡對(duì)樹(shù)脂部分進(jìn)行定性分析。對(duì)毫米波雷達(dá)中使用的樹(shù)脂部分進(jìn)行取樣，用金剛石池將樣品壓扁平后進(jìn)行測(cè)量。表1顯示了測(cè)量條件，圖5顯示了獲得的紅外譜圖和檢索結(jié)果。

表1：測(cè)量條件

圖5：毫米波雷達(dá)中樹(shù)脂部件的實(shí)測(cè)譜圖及檢索結(jié)果

譜圖檢索的結(jié)果表明，樹(shù)脂部分的紅外譜圖與聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（PBT）的參考譜圖高度匹配。PBT是一種熱塑性樹(shù)脂，屬于聚酯的一種。其優(yōu)點(diǎn)是成型過(guò)程中收縮率低、機(jī)械強(qiáng)度高、耐熱性高。將PBT用于毫米波雷達(dá)外殼，是因?yàn)樗苡行鬏?7 GHz和24 GHz的無(wú)線電波，這是毫米波雷達(dá)常用的頻率。由于在部分樣本中可以看到透明纖維，因此也對(duì)透明纖維進(jìn)行了測(cè)量。圖6顯示了獲得的紅外譜圖和檢索結(jié)果。

圖6：毫米波雷達(dá)樹(shù)脂中玻璃纖維的實(shí)測(cè)譜圖及搜索結(jié)果

譜圖檢索的結(jié)果表明，這些透明纖維與玻璃的紅外譜圖一致。眾所周知，在PBT中添加玻璃纖維是為了提高樹(shù)脂的剛度。如本次實(shí)驗(yàn)所示，紅外顯微鏡系統(tǒng)可以評(píng)估樹(shù)脂材料的種類和添加劑。

車載相機(jī)的觀察與測(cè)量

使用X射線CT系統(tǒng)得到車載相機(jī)的斷面圖像和VR圖像，結(jié)果如圖7所示。圖7（a）中橙色虛線所示區(qū)域?yàn)槟z粘劑，與螺釘（圖7（b）共同固定相機(jī)，可知車載相機(jī)被牢固地固定在殼體上。圖7（c）和（d）顯示出圖7（a）中車載相機(jī)的安裝角度。相機(jī)鏡頭的軸與殼體底部的夾角為18?，并與外殼側(cè)面的參考軸成90?夾角。因此，X射線CT可以在無(wú)損狀態(tài)下確認(rèn)產(chǎn)品在開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中的品質(zhì)。

圖7：車載相機(jī)部分的CT圖像

使用紅外顯微鏡測(cè)量車載攝像頭的樹(shù)脂部分。將外殼直接放置在顯微鏡載物臺(tái)上，使用衰減全反射（ATR）法進(jìn)行了測(cè)量。通過(guò)分析所得的紅外光譜圖，我們發(fā)現(xiàn)樹(shù)脂部分與環(huán)氧樹(shù)脂的標(biāo)準(zhǔn)光譜（圖8）有著高度的一致性。環(huán)氧樹(shù)脂是一種具有卓越的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性、耐水性的熱固性樹(shù)脂。

圖8：車載攝像頭中樹(shù)脂部分的實(shí)測(cè)譜圖

結(jié)論

通過(guò)X射線CT系統(tǒng)對(duì)毫米波雷達(dá)和車載攝像頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，可以清晰地看到毫米波雷達(dá)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)并測(cè)量尺寸，還可確認(rèn)部件的密封部分是否存在孔隙，并檢查相機(jī)鏡頭的安裝角度是否正確。通過(guò)紅外顯微鏡對(duì)毫米波雷達(dá)和車載攝像頭的樹(shù)脂部分進(jìn)行了定性分析，發(fā)現(xiàn)兩種器件使用了不同類型的樹(shù)脂。這些信息對(duì)于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段的設(shè)計(jì)研究、耐久性評(píng)估、制造過(guò)程中的質(zhì)量控制，以及與其他公司產(chǎn)品進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試都是非常有價(jià)值的。

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