磁法检测成像技术研究

论文摘要

磁法检测技术以其检测速度快、操作简便等优点在铁磁材料检测领域得到了广泛的应用，但目前的研究成果大部分局限于对材料缺陷的定位和定量，在缺陷的定性方面却分析较少。本文利用成像技术和解析延拓的方法，实现了212维场源成像，使得磁法检测结果具备了可视化的优点，并在此基础上对于缺陷的定量和定性做了一定的探讨。本文首先对地磁场进行了理论分析，从重磁转换的角度推导出了球体、圆柱体和长方体等典型缺陷的磁场表达式，并对缺陷磁异常信号作了新的阐述；在磁异常数据处理方面，利用向下延拓的演算方法，结合自行研制的多通道检测仪实现了磁法的212维成像；对预制有水平圆柱体、直立圆柱体和长方体缺陷的Q235钢板进行了检测验证，实验表明：不同类缺陷测出的磁异常曲线与理论分析一致，检测数据的212维成像不但能够准确反映出缺陷的位置，而且能较好的对以上几种缺陷的大小、形状进行定量和定性分析；在本文最后，对预制有腐蚀和刻槽缺陷的埋地管道的检测图像表明：在距管道1.2m的检测平面上，该方法不但能够有效的检测出腐蚀深度为2mm的大面积腐蚀缺陷，而且对于腐蚀深度为5mm的小面积腐蚀区域的检测效果更为明显；对于刻槽缺陷的管道，可有效检出试验预制的不小于30mm长度的纵向缺陷，其结果达到了预期的目的，这也必将推动埋地管道非开挖检测技术的发展。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究目的及意义
• 1.2 磁法检测技术的国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 课题研究的主要内容
• 第2章 磁法检测的基本原理
• 2.1 磁场要素和磁异常
• 2.2 物质的磁性理论
• 2.2.1 物质磁化的物理本质
• 2.2.2 抗磁性与顺磁性
• 2.2.3 铁磁性物质
• 2.3 磁法检测的基本原理
• 2.4 本章小结
• 第3章 2?维磁法检测成像技术
• 3.1 典型缺陷的磁场计算
• 3.1.1 基本公式推导
• 3.1.2 球体缺陷磁场表达式
• 3.1.3 水平圆柱体缺陷磁场表达式
• 3.1.4 直立圆柱体缺陷磁场表达式
• 3.1.5 长方体缺陷磁场表达式
• 3.2 二维磁场成像原理
• 3.2.1 离散化数值计算
• 3.2.2 典型缺陷的磁场成像
• 3.3 2?维磁法成像的实现
• 3.3.1 频率域的解析延拓
• 3.2.2 迭代法磁场向下延拓
• 3.4 多通道磁法检测仪
• 3.4.1 功能特性
• 3.4.2 仪器的系统组成及运行
• 3.4.3 仪器使用步骤
• 3.5 本章小结
• 第4章 实验验证与应用
• 4.1 带有水平圆柱体缺陷钢板的检测验证
• 4.2 带有直立圆柱体缺陷钢板的检测验证
• 4.3 带有长方体缺陷钢板的检测验证
• 4.4 埋地管道模拟检测
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢
• 附录