导电导磁管道外任意放置线圈激励下脉冲涡流场时域解析解

利用二阶矢量位和洛伦兹互易定理,解析求解了导电、导磁金属管道外任意放置线圈激励下非轴对称涡流场的频域解.利用求频域式极点处留数的方法求解拉普拉斯反变换,得到了脉冲电流激励下检测线圈两端感应电压以及管壁内脉冲涡流分布的时域解析式.分析比较了不同线圈放置方式下管壁内脉冲涡流的分布和扩散过程,以及感应电压对管壁的灵敏度.研究结果表明:当线圈轴线沿管道径向法线方向放置时,得到的感应电压时域信号最强,对壁厚的检测灵敏度最高.     

涡流检测中的微扰模型

根据低频电磁场在导体中的趋肤效应及基准模型中激励线圈相对较小的特点，将轴对称场与三维场相结合，建立了以裂纹形成的微扰场作为求解对象的微扰模型。     

基于涡流脉冲相位热成像的金属材料裂纹检测

涡流热成像可以对金属材料表面、近表面缺陷进行快速准确的检测。采用涡流热成像与脉冲相位分析相结合的方法,针对裂纹附近相位谱的分布规律及温度场对相位谱的影响关系问题,分别对带有上表面裂纹和下表面裂纹的45#钢料进行感应加热仿真和实验分析。结果表明,相位谱分布与温度大小无关,只与温度变化趋势有关,相位谱图对不均匀加热有很好的抑制作用,可以扩大裂纹的检测范围,当频率低于12.5 Hz时能够清晰地识别裂纹。结合实验验证了仿真结论的正确性,为下一步利用相位信息实现缺陷的定量检测提供参考。     

口径天线冲激脉冲辐射场方向性的时域分析

为分析口径天线辐射场方向性,在计算等效面磁流的同时,引入等效面电流的作用,对辐射远场方向性进行了修正,解析公式更适合描述自由空间中口径天线的辐射场;在时间域对冲激脉冲口径辐射场方向性进行分析,得到以下结论:馈入脉冲宽度变宽、口径尺寸减小、口径场幅度锥削分布,以及球面波前均会降低辐射场方向性;辐射场存在时域波形延拓现象,即存在空间色散问题;球面波使口径辐射场方向性迅速恶化,在远区得到一个主轴附近峰值场强相对平坦,而在一定角度峰值场强迅速下降的场。     

口径天线冲激脉冲辐射场方向性的时域分析

为分析口径天线辐射场方向性,在计算等效面磁流的同时,引入等效面电流的作用,对辐射远场方向性进行了修正,解析公式更适合描述自由空间中口径天线的辐射场;在时间域对冲激脉冲口径辐射场方向性进行分析,得到以下结论：馈入脉冲宽度变宽、口径尺寸减小、口径场幅度锥削分布,以及球面波前均会降低辐射场方向性;辐射场存在时域波形延拓现象,即存在空间色散问题;球面波使口径辐射场方向性迅速恶化,在远区得到一个主轴附近峰值场强相对平坦,而在一定角度峰值场强迅速下降的场。     

脉冲磁场中波导管涡流影响的数值模拟

提出了脉冲磁场中波导管涡流影响的数值模拟方案,编制了EDDYC程序,研究了波导管电导率、管径、壁厚和激励电流角频率等对波导管涡流的影响,对将在二极管-速调管实验中使用的不锈钢（1Cr18Ni9Ti）波导管的涡流影响进行了模拟。     

脉冲磁场中波导管涡流影响的数值模拟

 提出了脉冲磁场中波导管涡流影响的数值模拟方案，编制了EDDYC程序，研究了波导管电导率、管径、壁厚和激励电流角频率等对波导管涡流的影响，对将在二极管-速调管实验中使用的不锈钢（1Cr18Ni9Ti）波导管的涡流影响进行了模拟。     

自相关法测量激光超短脉冲时域分布的解相关

本文论述一种从典型的自相关法测量得到激光超短脉冲时域分布的有效方法,这种方法不必进行另外的光谱测试及假定脉冲形状。     

线性瞬态涡流电磁场定解问题解的唯一性和稳定性

线性瞬态涡流电磁场定解问题的主要特点是边界条件使用磁感应强度的法向分量边界条件代替了电场强度的切向分量边界条件，约束方程中忽略了位移电流.这种具有特殊性的定解问题的解是否唯一和稳定对于求解瞬态涡流电磁场而言是一个基本问题.本文在非涡流区引入标量位函数，证明了在推导过程中起重要作用的辅助函数的存在性.通过推导线性瞬态涡流电磁场定解问题的能量估计式，证明了该定解问题的解是唯一的，并且关于初始条件和外源项是稳定的.本结果对于线性瞬态涡流电磁场的求解有一定的指导意义.作为应用，给出了通有单脉冲电流的单匝圆环线圈与球形导体共轴的涡流问题的解析解. 关键词： 瞬态涡流电磁场 能量估计式 唯一性 稳定性     

基于深度迁移学习的脉冲涡流热成像裂纹缺陷检测

提出一种迁移学习与深度学习相结合的钢板裂纹缺陷检测方法。首先,通过非负矩阵分解（NMF）建立红外缺陷数据集的目标域特征空间,以余弦相似度为衡量指标选取可见光缺陷数据集的源域样本,对深度学习模型进行预训练,并将模型权重参数迁移至目标域,实现相似领域的知识迁移;然后,在YOLO v5算法基础上引入自适应空间特征融合（ASFF）模块,提高缺陷检测精度。实验结果表明：所提方法对钢板脉冲涡流热成像裂纹缺陷的检测精度达到98.6%,可实现不同长度裂纹的准确识别与定位。     

Analytical solutions of transient pulsed eddy current problem due to elliptical electromagnetic concentrative coils

The electromagnetic concentrative coils are indispensable in the functional magnetic stimulation and have potential applications in nondestructive testing.In this paper,we propose a figure-8-shaped coil being composed of two arbitrary oblique elliptical coils,which can change the electromagnetic concentrative region and the magnitude of eddy current density by changing the elliptical shape and/or spread angle between two elliptical coils.Pulsed current is usually the excitation source in the functional magnetic stimulation,so in this paper we derive the analytical solutions of transient pulsed eddy current field in the time domain due to the elliptical concentrative coil placed in an arbitrary position over a half-infinite plane conductor by making use of the scale-transformation,the Laplace transform and the Fourier transform are used in our derivation.Calculation results of field distributions produced by the figure-8-shaped elliptical coil show some behaviours as follows:1) the eddy currents are focused on the conductor under the geometric symmetric centre of figure-8-shaped coil;2) the greater the scale factor of ellipse is,the higher the eddy current density is and the wider the concentrative area of eddy current along y axis is;3) the maximum magnitude of eddy current density increases with the increase of spread angle.When spread angle is 180,there are two additional reverse concentrative areas on both sides of x axis.     

基于反射与折射理论的电涡流检测探头阻抗解析模型

应用电磁波的反射与折射理论建立了多层导电结构电涡流检测探头阻抗解析模型.电涡流检测中空间电磁场可看作线圈激励场与涡流场的叠加,而涡流场是线圈激励场的反射与折射效应,因此应用线圈激励场的级数型解析解和电磁波的反射与折射理论推导了级数型探头阻抗解析解.最后,比较了推导的级数型与传统的积分型探头阻抗解析解的计算结果,并进行了实验验证.计算结果与实验结果基本吻合,表明推导的级数型探头阻抗解析解是正确的,且与积分解析解相比具有不需要确定积分上限、耗时少、计算精度容易控制等优点. 关键词： 电涡流检测 多层导电结构 反射与折射理论 探头阻抗     

上海质子医疗装置的涡流效应

涡流效应是较快重复频率加速器必须考虑的问题。涡流效应引入的六极、四极、二极分量,以及发热效应都会对环的参数如色品、工作点、共振、能量漂移等产生影响。通过计算引入不同效应的强度,模拟了各种效应对环参数的影响,并针对不同升能曲线和升能频率引入涡流效应的计算和比较,得出了在目前考虑的频率范围内,对主环影响较大的效应为六极场,其它效应的影响需要较大的重复频率。并以此为依据选择了最终的工作曲线为半正弦,上升时间为0.7 s。     

上海质子医疗装置的涡流效应

 涡流效应是较快重复频率加速器必须考虑的问题。涡流效应引入的六极、四极、二极分量,以及发热效应都会对环的参数如色品、工作点、共振、能量漂移等产生影响。通过计算引入不同效应的强度,模拟了各种效应对环参数的影响,并针对不同升能曲线和升能频率引入涡流效应的计算和比较,得出了在目前考虑的频率范围内,对主环影响较大的效应为六极场,其它效应的影响需要较大的重复频率。并以此为依据选择了最终的工作曲线为半正弦,上升时间为0.7 s。     

脉冲天线阵列时域辐射场快速计算的简化方法

采用有源单元方向图思想,在考虑互耦情况下,将大型脉冲阵列天线各单元的时域方向图用相似环境下小型阵列的有源单元方向图来等效,进而叠加计算辐射总场。以此为基础,结合时域辐射原理改进了上述方法。通过公式推导得出：一个大型线阵或大型平面阵的时域辐射场可分别通过两个小型线阵或四个小型平面阵的时域辐射总场计算得到,避免了传统方法中小阵有源单元方向图逐元提取的繁琐操作。采用上述方法分别计算了一个13元线阵和一个1113元平面阵列,计算结果与软件仿真结果吻合良好,与传统的小阵外推方法相比,直线阵列和平面阵列的计算量分别减少了56.8%和81.17%。     

基于截断区域特征函数展开法的金属管材电涡流检测线圈阻抗解析模型

针对金属管材电涡流检测线圈阻抗的理论计算问题,通过施加磁绝缘边界条件, 应用分离变量法和Cheng矩阵法建立了内穿式和外穿式线圈阻抗解析模型.因模型含有与虚宗量Bessel函数有关的积分, 通过研究函数特性,提出基于高斯积分算法的数值计算方法.以铜管管壁减薄为例进行仿真研究,并与Dodd模型、 有限元模型进行了对比.比较表明,三种方法的仿真结果基本一致,验证了所建立模型的正确性.与传统的Dodd模型、 有限元模型相比,所建立的模型具有效率高、精度调整方便等优点.     

Analytical solutions to the electromagnetic field in a cylindrical shell excited by external axial current

The solutions to the electromagnetic field excited by a long axial current outside a conductive and magnetic cylindrical shell of finite length are studied in this paper. The more accurate analytical solutions are obtained by solving the proper boundary value problems by the separation variable method. Then the solutions are simplified according to asymptotic formulas of Bessel functions. Compared with the accurate solutions, the simplified solutions do not contain the Bessel functions and the inverse operation of the singular matrix, and can be calculated out fast by computers. The simplified solutions are more suitable for the cylindrical shell of high permeability and conductivity excited by a high frequency source. Both of the numerical results and the physical experimental results validate the simplified solutions obtained.     

电子束二极管脉冲磁场的涡流分析及抑制

针对强流脉冲电子束二极管金属表面涡流引起的器件内部磁场分布不均、电子束辐照材料表面处理效果不佳等现象,提出了多板钢联接式内壁与玻璃外壁相结合的双层结构设计。基于有限元仿真软件对电子束系统的磁场与涡流进行了数值计算,分析了涡流的影响因素和涡流对于电子束源磁场的影响。通过数值计算表明,设计的新型介质壁结构能有效降低涡流对于电子束的影响。该分析为消除感应涡流对真空二极管内部磁场的影响提供了理论依据,具有良好的参考价值。