電磁測量與成像技術(shù)三維有限元建模與特性分析.pdf

1、電磁層析成像(Electromagnetic Tomography，EMT)是近年來發(fā)展起來的一種電學(xué)層析成像(Electrical Tomography，ET)技術(shù)，它具有非侵入，非接觸及無危害的優(yōu)點，并對導(dǎo)電和導(dǎo)磁物質(zhì)均有敏感性，因此在工業(yè)生產(chǎn)過程和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域都有應(yīng)用的前景。
　　 EMT技術(shù)基于電磁感應(yīng)原理，在外加交變電流引起的激勵主磁場的作用下，物場中的導(dǎo)電媒質(zhì)會產(chǎn)生感應(yīng)渦流，導(dǎo)磁媒質(zhì)會被磁化產(chǎn)生感應(yīng)磁場，從而產(chǎn)生次級

2、磁場，對原有的激勵磁場產(chǎn)生調(diào)制作用。因此，通過檢測被測物場空間的邊界信號，可以得到物場內(nèi)電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率的分布信息，從而能夠重建被測物場的空間分布。
　　 本論文從EMT的基本理論出發(fā)，借助Comsol有限元分析軟件，建立了三維電磁測量和EMT技術(shù)的仿真模型。在此模型基礎(chǔ)上，進行了敏感場的仿真分析，并對實際EMT系統(tǒng)的屏蔽層進行了優(yōu)化設(shè)計。
　　 本文的主要工作體現(xiàn)在以下四個方面：
　　 1、根據(jù)EMT的原理，從電

3、磁場基本理論出發(fā)，推導(dǎo)出EMT敏感場的數(shù)學(xué)描述，包括敏感場方程和邊界條件。并分析了應(yīng)用有限元數(shù)值計算方法求解EMT正問題的可行性。
　　 2、建立了電渦流檢測的三維仿真模型，對于不同電導(dǎo)率的被測金屬，將檢測信號的仿真結(jié)果與解析解的計算結(jié)果進行比較，取得了較好的一致性，并且利用實驗數(shù)據(jù)進行驗證。由于電渦流檢測技術(shù)與EMT技術(shù)的物理本質(zhì)是一致的，所以進而證明了三維EMT仿真模型的正確性。
　　 3、在已建立的三維EMT仿真模