激光焊接裂纹磁光成像频域特征分析

为了研究旋转磁场激励下激光焊接裂纹磁光成像在频域内的特征, 采用对激光焊接裂纹磁光图像进行2维离散傅里叶变换的方法, 进行了理论分析和实验验证, 取得了旋转磁场不同励磁强度下激光焊接裂纹的频谱图数据。结合裂纹磁光图的空域特征, 对所获裂纹频谱图灰度值为255的点进行统计分析。结果表明, 激光焊接裂纹磁光图像的频域特征和空域特征有一定的对应关系; 在一个变化周期内(885帧磁光图), 对应频谱图上会出现先变小再变大、再变小再变大或相反的变化过程, 最终回到初始状态。这一结果验证了旋转磁场下裂纹磁光成像规律的正确性, 对激光焊接缺陷的无损检测是有帮助的。     

激光焊接缺陷多向磁场激励下磁光成像检测

为了研究交叉焊缝缺陷的磁光图像特征,对中碳钢板进行十字对接激光焊,获得同时具有横向和纵向焊后裂纹的试验样本,同时采用恒定磁场和交变磁场对试验样本进行多角度励磁, 用磁光成像传感器采集不同角度磁场激励下焊接缺陷处的磁光图像,并对磁光图像的缺陷特征进行分析。结果表明,多向磁场激励下的磁光成像技术能明显检测出多角度的焊接缺陷,且能有效避免曲线裂纹在焊接缺陷检测中的漏检现象; 同时,交变磁场激励下, 同一裂纹成像的分辨率提高了40pixel~50pixel,能更精确地定位缺陷位置。此研究为提高焊接缺陷的检出率提供了依据。     

磁场激励下焊接缺陷磁光成像特征分析

为了研究磁场激励下焊接缺陷磁光成像特征,以激光焊低碳钢板为试验对象,采用恒定磁场和50Hz交变磁场对焊接缺陷进行励磁,并由磁光成像传感器实时获取焊接缺陷区域磁场分布,进行了理论分析和实验验证。取得了恒定磁场和交变磁场励磁下厚度分别为1mm,2mm和3mm低碳钢（Q235）焊接缺陷的磁光图像,并与COMSOL模拟结果进行对比;通过加权平均图像融合技术将交变磁场中获得的焊接缺陷磁光图像进行融合。结果表明,与恒定磁场励磁相比,采用交变励磁获得的焊接缺陷信息更加准确、快速和完整,并且有效避免了焊接缺陷信息的遗漏。此研究为提高焊接缺陷检测效率提供了依据。     

脉冲涡流热成像裂纹检测机理仿真分析

脉冲涡流热成像技术由于在导电材料缺陷检测中的优势而成为无损检测的热点。本文运用电磁感应原理及热传导理论,建立感应加热数学模型,利用有限元法分析电磁激励热成像检测缺陷的机理。利用COMSOL有限元软件建模分析了导磁材料和非导磁材料中两种基本裂纹slot和notch附近涡流场和温度场的分布情况,通过分析裂纹附近涡流密度大小和温度场的变化曲线,指出检测导磁和非导磁材料裂纹的最佳观测时间以及温度响应,为下一步的裂纹定量检测提供理论指导。     

磁-光显微成像亚表面检测系统的研究

磁-光显微成像检测由于受到光强的变化、磁-光薄膜磁畴的变化等外界因素影响,检测系统获取的磁-光图像的分辨率不高.文章从涡流激励装置的设计、磁-光薄膜的选择及制备和图像处理的设计出发,分析了影响磁-光图像分辨率的因素,提出了相应的改善办法,并进行了大量的试验验证,实验结果验证了该设计方法的可靠性.     

线性调频激励的红外热波成像检测技术

线性调频激励的红外热波成像检测技术是一种基于线性调制热波信号处理的主动式红外热成像技术,能够弥补传统红外锁相热像检测的单一调制热波只能探测相应扩散深度缺陷的不足,可准确检测不同深度范围内的缺陷形状及尺寸。阐述了线性调频红外热波成像检测技术的原理、分析方法和实验。采用有限元方法对线性调频啁啾(Chirp)规律变化热流在构件中的传递过程进行了分析。利用相关算法计算了表面温度(热波)信号的相关峰值及其对应的时间,形成了表面温度相关峰值图像与峰值时间图像。利用Chirp规律调制卤素光源作为热激励源对金属平底孔试件进行激励加载,通过Jade MWIR 550 焦平面红外热像仪进行图像序列采集。分别利用时域相关处理与频域FFT扫描得到了表面温度(热波)信号的相关峰值及对应时间图像和不同频率下的相位图像。试验结果表明,在给定激励条件下,相关峰值图像和频域相位图像能够可靠地确定不同深度缺陷的几何特征。     

超声红外热像法的激励参数影响规律研究

超声红外热像作为一项新型无损检测方法早已引起国内外研究人士的重视,研究超声波激励参数的影响对该方法的工程应用和理论研究具有重要意义。本文基于ANSYS有限元软件采用热固耦合的方法对超声波激励裂纹生热的过程模拟分析,研究了不同激励参数下(激励时间、激励幅值、激励位置)结构件裂纹缺陷的生热规律。并进行了超声波红外热像疲劳裂纹检测实验,实验结果验证了有限元分析的可行性。     

基于卤素灯激励的红外热成像裂纹无损检测研究

钢轨安全状态的监测对保证列车的安全运行至关重要,针对钢轨裂纹的检测,本文阐述了几种不同的裂纹检测技术.重点分析了红外热成像检测技术在钢轨裂纹检测中的应用,该检测技术包括外激励加热、红外图像采集以及图像处理三部分.本文将常用激励方式进行了介绍和对比,详细阐述了卤素灯作为激励在裂纹检测中的应用;其次,搭建了基于卤素灯激励的...     

基于涡流热成像的铁磁材料近表面微裂纹检测

采用涡流热成像技术,对铁磁材料近表面微裂纹进行了检测研究。提出了平行激励热传导方式检测近表面微裂纹的检测方法;数值计算模拟了涡流激励下裂纹处的生热过程,分析了裂纹处的温度分布及其对检测结果的影响;采用平行激励方式对含近表面微裂纹的铁磁材料进行了检测实验,通过提取试件表面温度分布数据,获取其变化速率曲线,实现了对裂纹的检测和识别。结果表明:涡流热成像平行激励方式能够准确地检测到铁磁材料近表面的微裂纹缺陷;选择适当的涡流激励时间有助于提高裂纹处与非裂纹处温度对比,增强检测效果。该方法的研究为近表面微裂纹的检测和定量识别奠定了基础。     

红外序列图像的主成分分析算法研究

采用主动式红外热成像检测材料缺陷,在控制外界环境影响因素的前提下,实验研究并分析了热激励时间和探测距离两个检测因素的影响。同步采集得到最佳参数下玻璃钢平底孔试块的红外热图像序列。主动式红外无损检测通常获得包含数百帧图的红外序列,为了获取反映整个图像序列的主要信息,采用了主成分分析算法(principal component analysis, PCA)对图像序列进行处理。首次探究了融合区间对PCA算法处理结果的影响,提出了可依据温差峰值下降的百分数来选择融合区间,并对处理结果进行了主客观的对比评价分析。研究结果表明当温差峰值下降到80%时,选择大于该值对应的序列图像帧数作为融合区间时,PCA处理的效果最佳。最后探讨了PCA处理中减少红外镜头反光等影响因素的策略。     

磁场对工业纯镍激光焊接组织与耐腐蚀性影响

为了研究磁场对激光焊接的影响，采用在焊件上方放置自制的悬挂式永磁体电磁搅拌装置提供横向旋转磁场的方法，对纯镍Ni201薄板进行了CO₂激光堆焊试验。焊后采用金相显微镜和扫描电子显微镜进行观测与分析，并利用电化学工作站对焊接接头进行了电化学腐蚀试验。结果表明, 在不同磁场强度下，焊件均能完全焊透，焊缝成形良好，焊缝内部均为粗大的奥氏体柱状晶晶粒组成；磁场强度对激光焊接接头的宏观形貌影响不大；且随着磁场强度的增加，纯镍Ni201激光焊接接头的凝固组织逐渐细化，焊缝耐腐蚀性能逐渐提高；外加横向旋转磁场通过电磁搅拌作用促进熔池的传热和传质，增加过冷度，提高形核率，使晶粒细化，提高焊缝的耐腐蚀性能。该研究为旋转磁场辅助激光焊接技术的工业应用提供了参考数据与技术支持。     

自旋1粒子在共振旋转磁场下的几何相

利用旋转坐标系方法求得了自旋为1粒子在共振旋转磁场下的波函数、自旋极化矢量,讨论了Rabi 振荡,并计算了系统的几何相、动力学相和总相位。     

Encoding with frames in MRI and analysis of the signal-to-noise ratio

Recently, many new encoding techniques have been suggested for magnetic resonance imaging and an important image reconstruction problem has been raised in order to fully exploit the advantages promised by these new encoding techniques. In terms of frames in an L2 (R) space, we treat these encoding techniques in a unified perspective and propose a solution for this image reconstruction problem. We first develop a matrix form of frame theory and apply it to numerically construct the duals of the encoding functions, which are the transverse excitation profiles generated by radio-frequency pulses along a linear magnetic field gradient. An analysis of the signal-to-noise ratio (SNR) is also presented. Simulations have been carried out and they show that our image reconstruction algorithm minimizes the mean square error between the original and reconstructed images. The SNRs evaluated from simulations agree with our theoretical predictions.     

金属管裂纹声发射电磁激发试验研究

针对电磁激发实现身管裂纹检测的问题,对电磁激发原理及实现进行深入分析,采用大容量高压电容放电方式,在金属管上实现裂纹声发射电磁激发试验。通过对有、无裂纹试件,在不同激发电压下采集信号的频域对比分析,获得了金属管裂纹的声发射激发规律,为常态下火炮身管裂纹的声发射检测提供了基础。     

Electromagnetic considerations for RF current density imaging [MRI technique

Radio frequency current density imaging (RF-CDI) is a recent MRI technique that can image a Larmor frequency current density component parallel to B(0). Because the feasibility of the technique was demonstrated only for homogeneous media, the authors' goal here is to clarify the electromagnetic assumptions and field theory to allow imaging RF currents in heterogeneous media. The complete RF field and current density imaging problem is posed. General solutions are given for measuring lab frame magnetic fields from the rotating frame magnetic field measurements. For the general case of elliptically polarized fields, in which current and magnetic field components are not in phase, one can obtain a modified single rotation approximation. Sufficient information exists to image the amplitude and phase of the RF current density parallel to B(0) if the partial derivative in the B(0) direction of the RF magnetic field (amplitude and phase) parallel to B(0) is much smaller than the corresponding current density component. The heterogeneous extension was verified by imaging conduction and displacement currents in a phantom containing saline and pure water compartments. Finally, the issues required to image eddy currents are presented. Eddy currents within a sample will distort both the transmitter coil reference system, and create measurable rotating frame magnetic fields. However, a three-dimensional electro-magnetic analysis will be required to determine how the reference system distortion affects computed eddy current images.     

近红外可调式磁光隔离器

研制了近红外可调式磁光隔离器。计算了亚铁磁性材料磁光旋转的色散关系;设计了可调式磁场系统。有效地改善了磁光晶体的温度特性,外界强磁场和时间老化等因素对磁光隔离器性能的影响;降低了晶体加工的精度要求,提高了磁光隔离器的实用价值。在入射光波长1.3μm和室温条件(27～25℃)下进行了器件性能测试,获得了正向插入损耗<1.8dB,反向隔离比>29dB的实验结果。     

掺杂缺陷层的异质双周期光子晶体的磁光效应

通过在掺杂缺陷层的异质双周期光子晶体的表面添加一层具有Voigt效应的磁光半导体层,使该光子晶体结构的缺陷模透过率对外磁场产生响应。首先研究磁光半导体层的介电常数（折射率）随外磁场的变化规律,进而利用传输矩阵法研究该结构缺陷模的透射率随外磁场的变化规律。研究结果表明:在选取合适的材料参数和结构参数条件下,可实现缺陷模透射率与磁场的相关性,获得受磁场调控的缺陷模透射率,从而该结构可以应用于窄带滤波器的磁控开关。