[發明專利]一種感應式脈沖壓縮磁聲檢測方法及系統

在審

• 申請號: 202210168364.5
• 申請日: 2022-02-23
• 公開（公告）號: CN115372416A
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 楊延菊;程春磊;楊文耀;張曉宇;田亮亮;宋靜;張圣明;肖英豪;劉洋;周濤
• 申請（專利權）人: 重慶文理學院
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04
• 代理公司: 重慶晶智匯知識產權代理事務所(普通合伙) 50229
• 代理人: 施永卿

1.一種感應式脈沖壓縮磁聲檢測方法，其特征在于：包括以下步驟：

首先，將超級電容器的電極材料(600)放置在脈沖壓縮磁場激勵源線圈與磁鐵之間，通過脈沖壓縮磁場激勵源激勵電極材料(600)產生渦流，電極材料(600)內產生熱聲效應，并配合磁鐵的靜磁場產生磁聲效應；然后，通過陣列布置在電極材料(600)周圍的超聲換能器(300)接收電極材料(600)受熱膨脹發出的熱聲信號、以及電極材料(600)受洛倫茲力作用發出的磁聲信號；最后采用信號采集模塊(400)處理超聲換能器(300)接收到的超聲信號，并利用電導率模塊(500)根據超聲信號重建電極材料(600)的電導率；

所述電導率模塊(500)根據超聲信號重建電極材料(600)的電導率具體為：首先通過時間反演法重建超聲信號中電極材料(600)的熱函數與洛倫茲力散度，然后通過獲得的熱函數與洛倫茲力散度重建電極材料(600)內部的電場強度，最后通過最小二乘迭代算法重建電極材料(600)的電導率分布。

2.根據權利要求1所述的一種感應式脈沖壓縮磁聲檢測方法，其特征在于：所述通過時間反演法重建電極材料(600)的熱函數與洛倫茲力散度具體為：

利用時間反演法計算獲得超聲信號中的熱函數空間吸收系數與洛倫茲力散度，具體公式為：

式中，C_P表示電極材料的比熱容；β表示電極材料的體積膨脹系數；Q(r)表示熱函數的空間吸收系數；表示梯度、為數學計算符號，F表示待檢測材料內部的洛倫茲力，表示電極材料的洛倫茲力散度；Ω表示超聲換能器所處的曲面，具體為：以電極材料所處位置為中心位置，以超聲換能器與中心位置的距離為半徑所獲得的圓，此圓即為超聲換能器所處的曲面；c_s表示聲波的傳播速度；r表示電極材料所處的位置；p(r_d,t)表示超聲換能器在檢測點r_d處接收的超聲信號；t表示接收時間。

3.根據權利要求1或2所述的一種感應式脈沖壓縮磁聲檢測方法，其特征在于：所述通過獲得的熱函數與洛倫茲力散度重建電極材料(600)內部的電場強度、以及通過最小二乘迭代算法重建電極材料(600)的電導率分布具體為：

首先通過洛倫茲力散度重建電場強度：

式中，J表示電極材料內部電流密度；B表示電極材料所處位置的磁通密度；E表示電極材料內部電場強度；σ表示電極材料的電導率；Z表示方向；

然后通過熱函數空間吸收系數重建電場強度：

Q(r)＝σ|E(r)|²；

最后通過最小二乘迭代算法重建電極材料(600)的電導率分布：

式中，f(σ)表示建立的最小二乘目標函數；A表示脈沖壓縮電流產生的矢量磁位；φ表示標量電位。

4.根據權利要求1～3任一項所述的一種感應式脈沖壓縮磁聲檢測方法，其特征在于：所述脈沖壓縮電流產生的矢量磁位獲得方法如下：

首先，設置軸對稱載流線圈的半徑為a，通入的激勵脈沖壓縮電流為I(t)，線圈所處的平面與平面Z＝0平行，且線圈的圓心位于坐標系的原點，則線電流產生的矢量磁位A為：

式中，μ₀表示真空中的磁導率；表示對載流線圈的圓周線進行積分；e表示單位矢量。