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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 內容試閱： 经过100多年的发展，电磁无损检测技术大家庭培育出了电位检测、涡流检测、漏磁检测、磁粉检测、巴克豪森检测、微波检测、电磁超声、涡流热成像、磁光成像等众多成员，已成为保证产品制造质量和设备安全运行不可或缺的手段。近年来，电磁无损检测技术的发展日新月异，主要表现在：①涌现出多种电磁无损检测新技术，如以多物理场耦合为基础的磁光成像、涡流热成像检测技术，以及处于更高频段的微波检测技术；②电磁及多物理场耦合的解析和数值模型研究得到重视，相关成果在电磁检测的理论研究、传感器设计、反演解释等方面发挥着越来越重要的应用；③电磁传感技术飞速发展，各种性能优异的电磁传感器（如GMR磁传感器、MEMS基传感器、磁光薄膜、红外热像仪等）被引入电磁无损检测领域，提高了检测能力，丰富了成像手段；④多维信号与图像处理方法日新月异，盲源分析与模式识别等方法得到应用，提高了智能化程度和诊断能力；⑤检测对象日益增多，不仅可以检测金属和复合材料的缺陷与性能，还可以检测电子器件、集成电路、半导体、涂层、流体、混凝土、土壤、木材中的异常情况；⑥应用领域不断扩展，其在电力、国防、海洋、航空、航天、核能、化工、机械、建筑、汽车、石油、特种设备、铁路、冶金、造船等领域越来越受到重视；⑦无损检测逐步与视情维修及以可靠性为中心的维修有机融合，与云计算、大数据、人工智能、互联网+以及工业40的结合也初露峥嵘，这些新概念与新理念将给电磁无损检测带来飞跃式发展，甚至是彻底的变革。 尽管如此，现有电磁无损检测的研究和应用仍存在一些不足，主要表现在：①诸多新技术的检测机理尚不明确，缺陷检测方法尚未成熟；②理论研究和应用研究之间存在较大的脱节现象；③针对复杂和特殊对象的传感器和检测系统设计方法尚未完全建立；④检测信号反演解释和缺陷定量评估的研究还存在较多理论和技术难点需要攻克；⑤自然缺陷检测识别的自动化和智能化程度水平较低，与现代人工智能技术发展水平不匹配。 作者根据多年相关科学研究的实践和思考，并结合国际上相关研究的动态和前沿，撰写了本书，试图梳理出一些针对上述问题和不足的解决思路与方法，进一步完善电磁无损检测技术的理论和方法，促进电磁无损检测技术的发展和推广应用。 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，具有以下几个特色：第一，内容丰富，涵盖了低频电磁检测技术（如涡流、漏磁、脉冲涡流、巴克豪森效应）、高频电磁检测技术（如微波波导检测、探地雷达）以及多物理场检测技术（如涡流脉冲热成像、电磁超声、磁光）等10余种检测技术；第二，理论与实践并重，不仅介绍了各类电磁无损检测技术的基本原理和仿真研究方法，还详细描述了传感与系统设计、信号与图像处理以及定量分析等方法，并提供了丰富的试验与结果讨论；第三，注重需求和应用的结合，重点讨论了电磁无损检测技术在复合材料、航空、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，不仅介绍了各项检测技术的基本概念和基础理论，而且融合了作者团队近年来取得的前沿成果。 全书共8章。第1章绪论，简要介绍了电磁无损检测传感与成像的定义、分类、特点与发展；第2章介绍了涡流检测传感与成像技术，着重讨论了解析法正问题建模与基于模型的反问题求解方法；第3章介绍了脉冲涡流检测技术，特别介绍了脉冲涡流的特征值提取方法及应用；第4章介绍了漏磁、巴克豪森、剩余磁场等几种磁无损检测技术；第5章介绍了磁光成像，特别描述了其在磁畴观测、应力评估方面的应用；第6章介绍了几种高频段的电磁无损检测技术，包括（扫频）微波波导无损检测技术、基于微波波导传输的管道检测技术和探地雷达；第7章介绍了涡流脉冲热成像及其在金属、复合材料检测方面的应用；第8章以涡流脉冲热成像检测技术为范例，介绍了图像及图像序列处理方法，包括独立成分分析、非负矩阵分解、稀疏分解等盲源分离方法。 多年来，作者团队的研究工作得到英国国家工程和自然科学研究委员会、英国皇家学会、英国皇家工程院、国家自然科学基金委员会、科学技术部等部门以及欧盟地平线2020、欧盟第七框架等科技计划的鼎力资助。诸位研究生也参与了本书的撰写工作，高运来和丁松博士撰写了第4章的部分内容，邱发生博士撰写了第5章的部分内容。本书的完善与提高得到几位专家的无私指导和帮助，他们是厦门大学曾志伟教授、中国科学院金属研究所蔡桂喜研究员、爱德森（厦门）电子有限公司林俊明研究员、四川大学杨随先教授、北京航空航天大学雷银照教授等。本书的出版得到了“现代电磁无损检测学术丛书”编委会和机械工业出版社的大力支持。作者对以上机构和人员表示最衷心的感谢！ 本书可供高等院校相关专业高年级本科生和研究生、相近学科的研究人员以及相关企业的工程技术人员和科技管理人员阅读和参考。 由于作者水平有限，本书难免存在不当和疏漏之处，敬请各位同仁、读者和专家谅解，并给予批评指正。

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