電磁層析成像與檢測(cè)技術(shù)逆問題的研究.pdf

1、電磁層析成像及檢測(cè)技術(shù)以其檢測(cè)速度快,無接觸,無輻射等特點(diǎn),而在工業(yè)過程參數(shù)檢測(cè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。
　　本文對(duì)電磁層析成像及電磁檢測(cè)中的逆問題做了系統(tǒng)的研究,并對(duì)EMT技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用領(lǐng)域做了初步的探索,主要工作總結(jié)如下:
　　1.將有限元方法用于標(biāo)量電位的計(jì)算中,并由此得到仿真的靈敏度矩陣。該方法為實(shí)測(cè)靈敏度提供了一定的參考依據(jù)。在圖像重建時(shí),靈敏度矩陣通過測(cè)量擾動(dòng)法獲得。針對(duì)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(biāo),以此來估計(jì)重建圖像的不確定性。
　　2.對(duì)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(jìn)的Tikhonov正則化算法,該算法在一定程度上改善了標(biāo)準(zhǔn)Tikhonov方法對(duì)解過分光滑的作用。針對(duì)迭代算法收斂速度較慢的缺點(diǎn),提出了一種基于預(yù)迭代的同步迭代算法(SIRT)和一種基于預(yù)處理的快速重建算法,通過實(shí)驗(yàn)證明,改進(jìn)后的算法在保證圖像質(zhì)量的同時(shí),也具有較好的實(shí)時(shí)性。
　　3.嘗試

3、開拓了電磁檢測(cè)技術(shù)在納米級(jí)金屬膜厚度檢測(cè)中的應(yīng)用。從理論上,通過對(duì)一種簡(jiǎn)化模型的解析解計(jì)算和有限元仿真,得到了激勵(lì)頻率選擇以及厚度測(cè)量的依據(jù)。在對(duì)EMT系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)并用于測(cè)厚實(shí)驗(yàn)時(shí),得到了與解析解和有限元仿真一致的測(cè)量結(jié)果,證明電磁檢測(cè)技術(shù)可以應(yīng)用到納米級(jí)金屬膜厚度檢測(cè)中。
　　4.嘗試開拓了電磁檢測(cè)技術(shù)在碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)測(cè)試中的應(yīng)用。由于CFRP材料具有輕便結(jié)實(shí)抗疲勞和抗腐蝕的有點(diǎn),在航空航天和汽車制造業(yè)中引起了廣泛的

4、關(guān)注。理論上,從一種解析模型出發(fā),分析了電磁場(chǎng)和CFRP材料之間的相互作用,得到了碳纖維增強(qiáng)塑料等效電導(dǎo)率的估計(jì)方法。進(jìn)一步,基于碳纖維增強(qiáng)塑料的各向異性,進(jìn)行有限元仿真可以看出單層或多層碳纖維板的導(dǎo)電方向和疊加順序。運(yùn)用改進(jìn)的EMT系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試,得到了與有限元仿真較為一致的結(jié)果,初步驗(yàn)證了電磁檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于碳纖維增強(qiáng)塑料的無損檢測(cè)的可行性。
　　最后,在總結(jié)本課題工作的基礎(chǔ)上,對(duì)電磁層析成像及檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提出了有益建