电磁无损检测传感与成像

本书全面系统地介绍了电磁无损检测传感与成像技术原理及应用。全书共8章，第1章概述了电磁无损检测传感与成像的定义、分类、特点及发展；第2、3章介绍了涡流和脉冲涡流检测传感与成像；第4、5章介绍了漏磁、巴克豪森和磁光成像等磁性无损检测技术；第6章介绍了微波无损检测技术及应用；第7章介绍了涡流脉冲热成像检测技术；第8章介绍了图像和图像序列处理方法以及在涡流热成像检测中的应用。本书具有以下特色：一，内容丰富，涵盖了低频、高频和多物理场等10余种电磁无损检测技术；第二，理论与实践并重；第三，需求和应用相结合，重点讨论了电磁无损检测技术在复合材料、航空航天、轨道交通、石化、海洋、土木、风电等多个领域的需求和应用；第四，兼具教材与专著功能。本书是作者携国际化研究团队对电磁无损检测传感与成像技术的梳理，并汇集了10余年来的科研与技术应用成果，可供高等院校相关专业高年级本科生和研究生、研究人员以及相关企业的工程技术和科技管理人员阅读和参考。

序1
序2
前言
第1章绪论1
1.1电磁无损检测技术概述1
1.1.1电磁无损检测技术的分类1
1.1.2电磁无损检测技术的特点2
1.1.3电磁无损检测技术的发展4
1.2电磁无损检测的传感与成像技术7
1.2.1电磁无损检测的传感技术7
1.2.2电磁无损检测的成像技术8
1.3电磁无损检测的正问题和反问题9
1.3.1电磁无损检测的正问题10
1.3.2电磁无损检测的反问题12
1.3.3电磁无损检测的研究方法14
1.4电磁无损检测的应用范围和可靠性15
1.4.1金属材料及涂层的常见缺陷15
1.4.2复合材料的常见缺陷16
1.4.3典型领域关键构件的常见缺陷18
1.4.4视情维修与可靠性23
第2章涡流检测传感与成像26
2.1涡流检测传感与成像概述26
2.1.1涡流检测技术26
2.1.2涡流检测传感技术31
2.1.3涡流检测成像技术37
2.2涡流检测正问题及求解方法40
2.2.1涡流检测的解析分析法40
2.2.2涡流检测的数值计算法43
2.2.3场量分析法正问题求解实例44
2.3基于模型的涡流检测反问题求解方法及实例49
2.3.1基于模型的反问题求解方法50
2.3.2基于模型的反问题求解实例53
第3章脉冲涡流检测传感与成像57
3.1脉冲涡流检测传感与成像概述57
3.1.1脉冲涡流检测技术57
3.1.2脉冲涡流检测传感技术61
3.1.3脉冲涡流检测成像技术65
3.2脉冲涡流检测信号的特征量提取66
3.2.1基于磁传感器的脉冲涡流瞬态信号分析与特征量提取67
3.2.2基于感应线圈的脉冲涡流瞬态信号分析与特征量提取76
3.2.3基于主成分分析和独立成分分析的特征量提取83
3.3基于支持向量机的缺陷分类识别86
3.3.1缺陷自动分类识别方法87
3.3.2分类模型的建立和缺陷自动分类识别结果88
3.4脉冲涡流检测传感与成像技术的应用91
3.4.1航空铝合金中应力变化的测量91
3.4.2海洋环境中钢结构大气腐蚀的检测与定量94
3.4.3碳纤维复合材料撞击损伤检测97
3.4.4蜂窝夹层结构复合材料缺陷检测99
第4章磁性无损检测101
4.1磁性无损检测概述101
4.2漏磁检测技术107
4.2.1漏磁检测的磁化和传感技术108
4.2.2直流漏磁检测与交流漏磁检测110
4.2.3脉冲漏磁检测111
4.3巴克豪森和磁声发射检测技术113
4.3.1巴克豪森检测技术114
4.3.2磁声发射检测技术122
4.3.3基于MBN和MAE技术的硬化层深度测量124
4.4剩余磁场检测技术128
4.4.1剩余磁场检测机理128
4.4.2不同应力状态下的剩余磁场检测130
4.5集成式磁性无损检测方法133
4.5.13MA集成方法134
4.5.2基于脉冲磁化的磁性无损检测集成方法136
第5章磁光成像138
5.1磁光成像概述138
5.2磁光效应与磁光成像原理142
5.2.1磁光效应142
5.2.2磁光克尔成像143
5.2.3磁光法拉第成像148
5.3基于磁光成像的可视化检测151
5.3.1磁光成像可视化检测原理151
5.3.2磁光涡流检测152
5.3.3磁光漏磁检测153
5.4基于磁光成像的微观磁畴结构测量和应力表征155
5.4.1电工钢微观结构及应力的影响155
5.4.2基于磁光成像静态特征提取的应力表征方法158
5.4.3基于磁光成像动态特征提取的应力表征方法160
第6章微波无损检测传感与成像163
6.1微波无损检测技术概述163
6.1.1微波在介质中的传播特性163
6.1.2微波无损检测技术特点及分类165
6.1.3微波无损检测技术系统167
6.2微波波导无损检测与成像169
6.2.1微波波导无损检测与传感技术169
6.2.2介电材料的微波波导检测与成像170
6.2.3金属表面缺陷的微波波导检测与定量分析176
6.3扫频微波波导无损检测与成像181
6.3.1扫频微波波导检测与成像技术181
6.3.2金属表面缺陷的扫频微波波导检测183
6.3.3涂层下缺陷的扫频微波波导成像187
6.4基于波导传输的微波检测189
6.4.1基于波导传输的微波检测技术189
6.4.2基于圆形波导传输的管道内缺陷检测190
6.4.3基于同轴波导传输的保温层内水量检测192
6.5探地雷达198
6.5.1探地雷达技术198
6.5.2探地雷达在混凝土结构无损检测中的应用204
6.5.3探地雷达在混凝土含水量无损检测中的应用208
6.5.4探地雷达在地下管道定位中的应用209
第7章涡流脉冲热成像212
7.1涡流脉冲热成像概述212
7.1.1涡流热成像212
7.1.2涡流脉冲热成像215
7.2涡流脉冲热成像缺陷检测和评估219
7.2.1基于涡流场扰动的缺陷检测评估220
7.2.2基于纵向热传导的缺陷定量评估221
7.2.3对数域缺陷定量评估230
7.2.4基于横向热传导的缺陷检测234
7.2.5物理场分离与分阶段检测237
7.3涡流脉冲相位热成像245
7.3.1涡流脉冲相位热成像概述245
7.3.2表面加热型涡流脉冲相位热成像缺陷定量评估248
7.3.3体加热型涡流脉冲相位热成像缺陷检测251
7.4碳纤维复合材料缺陷的检测评估253
7.4.1表面裂纹的检测评估253
7.4.2内部分层缺陷的检测评估256
7.4.3撞击缺陷的检测评估262
第8章涡流脉冲热成像图像及图像序列处理270
8.1图像及图像序列处理概述270
8.1.1图像处理方法270
8.1.2图像序列处理方法278
8.2基于小波分析的涡流脉冲热成像空间-暂态-尺度图像优化方法282
8.2.1涡流脉冲热成像复合材料低冲击损伤分析方法282
8.2.2空间-暂态-尺度图像序列优化处理方法283
8.3涡流脉冲热成像空间-暂态热光流模型290
8.3.1热光流模型291
8.3.2热光流模型的定量分析292
8.4基于热光流模型的复合材料冲击损伤检测295
8.4.1复合材料冲击损伤检测方法和试块295
8.4.2基于热光流模型的复合材料冲击损伤的评估296
8.4.3不同方向散度和冲击损伤行为分析301
8.5基于盲源分离的多维图像序列处理方法303
8.5.1空间-时序电磁热成像盲源混合模型304
8.5.2空间-时序盲源模式成分分解算法306
8.5.3空间-相频盲源模式成分分解算法324
附录327
附录A缩写327
附录B主要符号329
参考文献331