低頻電磁傳感檢測技術

前言

電磁傳感檢測技術涵蓋的范圍很廣。廣義而言，任何利用電磁現(xiàn)象、電磁原理對物理量進行測量的技術均稱為電磁傳感技術。本書是一本專門針對利用低頻電磁現(xiàn)象尤其是法拉第電磁感應原理進行傳感和測量的專著。常見的在低頻范圍（100MHz）內(nèi)工作的傳感器有電阻式、電容式、電感式等。本書主要講述感應式電磁傳感器、電磁層析成像技術的基本理論、分析計算和設計方法及典型應用。第1－3章講述低頻電磁基本理論，低頻電磁分析計算技術，電磁傳感器基本原理、構造與分類，為后續(xù)章節(jié)打下基礎。第4－14章是本書的核心內(nèi)容，在每章中針對一個實際的應用領域，闡明一種電磁傳感器的設計、分析及應用。這些章節(jié)涉及不同領域的諸多應用，在計算、分析和設計方面各有側重，讀者可根據(jù)興趣與需要單獨閱讀。同時，各章又有內(nèi)在的聯(lián)系，即它們均圍繞低頻電磁傳感檢測技術進行闡述，根據(jù)各章內(nèi)容的相關性和難易程度排列其順序。本書內(nèi)容可按照電磁理論層、系統(tǒng)實現(xiàn)層和應用領域層進行分解。在最上層的是應用領域層，它主要涵蓋了電磁檢測技術的潛在和典型應用：①鋼鐵生產(chǎn)和多相流過程工業(yè)中的過程檢測。

內(nèi)容概要

本書是作者十余年來在電磁檢測和成像領域的研究成果。作為一部學術型著作，本書將電磁理論分析和實際課題結合，涵蓋了電磁傳感檢測和成像系統(tǒng)的設計、分析、計算與應用。尤其是后面應用章節(jié)(第4～13章)涉及了電磁檢測技術在不同領域如鋼鐵、航空、生物醫(yī)學、流程工業(yè)等的諸多應用，每個應用實例在設計、分析和計算方面各有側重，對電磁檢測和成像領域的研究人員有參考價值。    本書可供高校研究生和企業(yè)界的工程人員參考，可作為解決實際工程問題的借鑒，提高在電磁檢測方面的理論水平。

書籍目錄

前言第1章　低頻電磁基本理論　1.1　麥克斯韋方程組　1.2　擴散方程　參考文獻第2章　低頻電磁分析計算技術　2.1　體積積分方程法　　2.1.1　標量擴散方程　　2.1.2　向量擴散方程　　2.1.3　積分方程的矩陣表達與求解　2.2　有限元法　2.3　解析法　參考文獻第3章　電磁傳感器基本原理、構造與分類　參考文獻第4章　軋鋼過程在線相變檢測　4.1　應用與研究背景　4.2　測量原理與傳感器構造　4.3　采集系統(tǒng)設計　4.4　傳感器特性的理論、數(shù)值分析與實驗室測試結果　　4.4.1　雙空氣芯線圈在導電平面上的電感變化　　4.4.2　U形鐵磁芯線圈在導電平面附近的電感變化　　4.4.3　實驗室測試結果　4.5　小結　參考文獻第5章　電磁法對導電平板厚度的測量　5.1　應用與研究背景　5.2　測量原理與傳感器構造、設計　5.3　虛部峰值特征測厚法　5.4　相位特征測厚法　參考文獻第6章　電磁法對多層導電平板結構的測量　6.1　應用與研究背景　6.2　正問題　6.3　逆問題　6.4　仿真與實驗結果　　6.4.1　基于仿真數(shù)據(jù)的電導率分布重建　　6.4.2　基于測量數(shù)據(jù)的電導率分布重建　6.5　小結　參考文獻第7章　鋼材脫碳厚度的估計　7.1　應用與研究背景　7.2　測量原理與傳感器構造、設計　7.3　理論分析與實驗結果　　7.3.1　傳感器的解析模型　　7.3.2　金相測試　　7.3.3　電磁傳感器的測量結果　參考文獻第8章　工業(yè)電磁層析成像　8.1　電磁層析成像原理與特點　8.2　電磁層析成像系統(tǒng)構成　8.3　電磁層析成像的正問題電磁分析　8.4　靈敏度矩陣　　8.4.1　測量擾動法　　8.4.2　模型擾動法　　8.4.3　場量提取法　8.5　重建算法　　8.5.1　非迭代式算法　　8.5.2　迭代式算法　8.6　系統(tǒng)軟件與人機界面　8.7　EMT的工業(yè)應用　參考文獻第9章　醫(yī)學電磁層析成像　9.1　弱耦合場假設理論　9.2　弱耦合場假設下的EMT正問題簡化計算方法——阻抗法　　9.2.1　頭部模型　　9.2.2　計算結果與討論　9.3　波傳播效應的估計　9.4　屏蔽層效應的估計　參考文獻第10章　平面電磁層析成像　10.1　應用與研究背景　10.2　傳感器設計和分析　10.3　逆問題求解和成像結果　參考文獻第11章　用于水位和電導率測量的電磁傳感器　11.1　應用與研究背景　11.2　測量原理和傳感器構造　11.3　理論分析與實驗結果　　11.3.1　理論分析　　11.3.2　實驗驗證與結果　　11.3.3　水位和電導率測量結果　　11.3.4　測量不確定性分析　參考文獻第12章　碳纖維增強塑料測試　12.1　應用與研究背景　12.2　測量原理和傳感器構造　12.3　理論分析、計算與實驗結果　　12.3.1　等效電導率估計　　12.3.2　方向性的評估　　12.3.3　受損區(qū)域的成像　參考文獻第13章　碳纖維增強塑料和鋁的組合材料測試　13.1　應用與研究背景　13.2　測量原理和傳感器構造　13.3　組合材料的等效電導率估計　13.4　方向性的評估　參考文獻第14章　非接觸感應式流體層析成像　14.1　應用與研究背景　14.2　流速場靈敏度的理論推導　14.3　流速場靈敏度的數(shù)值方法　14.4　傳感器設計的優(yōu)化　14.5　小結參考文獻

章節(jié)摘錄

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