铁磁材料漏磁检测反演方法及其影响因素分析

论文摘要

铁磁材料广泛应用于国民经济各个领域,在压力或环境等因素作用下,材料会产生缺陷。然而,材料缺陷会对国民经济造成重大损失。因此,无损检测具有重要的现实意义。在无损检测的各个方法中,漏磁检测因为灵敏、可靠、迅速、低廉等优势而被广泛采用。漏磁检测问题又可以分解成正演问题和反演问题两大类别,其中正演问题是反演问题的基础,所以快速准确的正演模型可以为漏磁反演奠定良好的基础。首先,本文介绍了插值计算的基本原理,并详细介绍了将源区划分为若干积分单元,把每个单元看作是一个磁偶极子模型,计算其在场点产生的漏磁场,累积积分所有单元产生的漏磁场效应,即可推导出磁偶极子正演模型。借助于COMSOL有限元仿真软件,验证了该正演模型对识别单个缺陷、多个缺陷的有效性。其次,采用奇异值分解磁偶极子正演模型系数矩阵的方法,求解出反演方程满足最小二乘问题的最小范数解,使得总体误差达到最小,从而推导出奇异值分解反演模型。本文利用不同形状、大小的单个、多个缺陷验证了该反演算法的正确性。最后,基于反演方程的构成,采用控制变量法,探究剖分尺寸、量测数目、数据位置以及提离高度等因素对反演准确度的影响,以便反演效果达到最佳。考虑到源区划分形状的任意性,还将源区划分为三角形单元,分析三角形线性插值方式对正演和反演模型的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 课题研究背景
•   1.2 漏磁检测概述
•   1.3 漏磁检测国内外研究现状
•     1.3.1 正演模型国内外研究现状
•     1.3.2 反演模型国内外研究现状
•   1.4 本文主要研究内容及思路
• 第2章 磁偶极子正演模型的建立与验证分析
•   2.1 磁偶极子模型
•   2.2 插值构造及相关计算
•     2.2.1 插值构造的基本原理
•     2.2.2 一维线性插值线单元
•     2.2.3 二维四边形单元双线性插值
•   2.3 磁偶极子正演模型的计算与验证分析
•     2.3.1 正演模型的计算
•     2.3.2 正演模型的验证分析
•   2.4 本章小结
• 第3章 奇异值分解反演模型的建立与验证分析
•   3.1 磁化强度分量的对比分析
•   3.2 奇异值分解反演模型
•     3.2.1 奇异值分解的应用
•     3.2.2 奇异值分解反演模型
•   3.3 单缺陷验证分析
•     3.3.1 单个矩形缺陷
•     3.3.2 单个三角缺陷
•     3.3.3 单个梯形缺陷
•     3.3.4 单个锥形缺陷
•     3.3.5 单个复杂缺陷
•   3.4 多缺陷验证分析
•     3.4.1 缺陷个数与峰值个数的关系
•     3.4.2 多缺陷验证分析
•   3.5 本章小结
• 第4章 奇异值分解反演方法的影响因素分析
•   4.1 网格剖分尺寸的影响
•   4.2 漏磁场B的影响
•     4.2.1 变量数目的影响
•     4.2.2 提离高度的影响
•     4.2.3 数据位置的影响
•   4.3 本章小结
• 第5章 源区剖分形状对正演反演的影响
•   5.1 二维线性插值三角形单元
•   5.2 三角形插值单元对正演模型的影响
•     5.2.1 系数矩阵的求取
•     5.2.2 正演算例分析
•   5.3 三角形插值单元对反演模型的影响
•     5.3.1 反演图像的表示
•     5.3.2 反演算例分析
•   5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
•   6.1 本文总结
•   6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 杜洁茹

导师: 李岩松,安宁

关键词: 漏磁检测,插值计算,磁偶极子正演模型,多个缺陷,奇异值分解反演模型,反演准确度

来源: 华北电力大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 物理学,电力工业

单位: 华北电力大学(北京)

分类号: TM271

DOI: 10.27140/d.cnki.ghbbu.2019.000236

总页数: 68

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