電磁層析成像與檢測技術逆問題的研究.pdf

1、電磁層析成像及檢測技術以其檢測速度快,無接觸,無輻射等特點,而在工業(yè)過程參數(shù)檢測、生物醫(yī)學等領域有著廣闊的發(fā)展前景。
　　本文對電磁層析成像及電磁檢測中的逆問題做了系統(tǒng)的研究,并對EMT技術在實踐應用領域做了初步的探索,主要工作總結如下:
　　1.將有限元方法用于標量電位的計算中,并由此得到仿真的靈敏度矩陣。該方法為實測靈敏度提供了一定的參考依據(jù)。在圖像重建時,靈敏度矩陣通過測量擾動法獲得。針對幾種傳統(tǒng)的重建算法,提出了一種

2、新的重建圖像像素信噪比的指標,以此來估計重建圖像的不確定性。
　　2.對圖像重建算法而言,分別研究了傳統(tǒng)的非迭代算法和迭代算法。提出了改進的Tikhonov正則化算法,該算法在一定程度上改善了標準Tikhonov方法對解過分光滑的作用。針對迭代算法收斂速度較慢的缺點,提出了一種基于預迭代的同步迭代算法(SIRT)和一種基于預處理的快速重建算法,通過實驗證明,改進后的算法在保證圖像質量的同時,也具有較好的實時性。
　　3.嘗試

3、開拓了電磁檢測技術在納米級金屬膜厚度檢測中的應用。從理論上,通過對一種簡化模型的解析解計算和有限元仿真,得到了激勵頻率選擇以及厚度測量的依據(jù)。在對EMT系統(tǒng)進行改進并用于測厚實驗時,得到了與解析解和有限元仿真一致的測量結果,證明電磁檢測技術可以應用到納米級金屬膜厚度檢測中。
　　4.嘗試開拓了電磁檢測技術在碳纖維增強塑料(CFRP)測試中的應用。由于CFRP材料具有輕便結實抗疲勞和抗腐蝕的有點,在航空航天和汽車制造業(yè)中引起了廣泛的

4、關注。理論上,從一種解析模型出發(fā),分析了電磁場和CFRP材料之間的相互作用,得到了碳纖維增強塑料等效電導率的估計方法。進一步,基于碳纖維增強塑料的各向異性,進行有限元仿真可以看出單層或多層碳纖維板的導電方向和疊加順序。運用改進的EMT系統(tǒng)進行實驗測試,得到了與有限元仿真較為一致的結果,初步驗證了電磁檢測技術應用于碳纖維增強塑料的無損檢測的可行性。
　　最后,在總結本課題工作的基礎上,對電磁層析成像及檢測技術的進一步發(fā)展提出了有益建