[发明专利]一种基于金属磁记忆信号的缺陷成像和量化方法

权利要求书

1.一种基于金属磁记忆信号的缺陷成像和量化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在地磁条件下，使用漏磁场传感器对力载荷作用下或作用后的在役铁磁构件进行表面漏磁场扫查，提取构件检测范围内的表面漏磁场信号B(r_j)；

S2：根据磁荷场q(r_i′)与漏磁场B(r_j)的关系式式中，r_i'为构件内部的源点，r_j为构件表面的场点，B(r_j)为场点r_j的漏磁信号，q(r_i')为源点r_i'的磁荷密度，v_i为源点的单位体积，μ₀为真空磁导率，应用磁荷分布反演算法，对检测范围内构件内部的磁荷场q(r_i')分布进行重构，得到构件内部的磁荷场q(r_i')分布；

S3：根据步骤S2中得到的磁荷场q(r_i')分布，并根据磁荷场q(r_i')与磁化场M(r_i')的关系式得到检测范围内构件内部的磁化场M(r_i')；对获得的磁化场M(r_i')求梯度，得到磁化梯度场▽M(r_i')分布；

S4：分别对磁化场M(r_i')和磁化梯度场▽M(r_i')取绝对值，并进行[0, 1]范围内的归一化处理，得到Nor|M(r_i')|和Nor|▽M(r_i')|；将获得的Nor|M(r_i')|和Nor|▽M(r_i')|求和，得到磁化场和磁化梯度场融合数据Nor|M(r_i')|+Nor|▽M(r_i')|；

S5：将磁化场与磁化梯度场融合数据Nor|M(r_i')|+Nor|▽M(r_i')|中幅值大于1的区域判定为初始缺陷区域，实现缺陷区域初始成像；

S6：将磁化梯度场▽M(r_i')两个最大幅值连线，并在初始缺陷区域内，设置与所述连线方向相同的系列平行扫查线l，相邻平行扫查线之间间隔1mm；并根据磁化场的归一化绝对值Nor|M(r_i')|，提取系列平行扫查线l上的磁化场幅值M_l；

S7：根据初始缺陷区域的成像，提取初始缺陷区域内系列平行扫查线l的初始缺陷宽度W_0l,并根据获得的W_0l求得平均值W₀；

S8：根据系列平行扫查线l上的磁化场幅值M_l和初始缺陷宽度W_0l，得出磁化场幅值M_l与初始缺陷宽度W_0l成线性关系的结论，即W_0l＝kM_l；基于所述结论，将W₀与磁化场幅值M_l的最大值M_lmax对应，对所述k进行修正，获得修正后的系列平行扫查线l上缺陷宽度与磁化场幅值之间的线性比例常数k_x＝W₀/1；

S9：由系列平行扫查线上的磁化场幅值M_l，并磁化场幅值M_l与缺陷宽度成线性关系的结论，即W_0x＝k_xM_l，求得修正后的系列平行扫查线l上的缺陷宽度W_0x；将W_0x沿扫查线l排列，实现对检测范围内缺陷区域的精确成像和量化。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中所述磁荷分布反演算法，包括以下步骤：

St1：给定q的初始值为0，终止迭代条件ε_end＝B(r_j)²×10^-6和具体的位置关系刚度矩阵[K]值，

St2：由公式{B}＝[K]{q}，计算出给定对应q的B，得到计算值B与实验值B(r_j)的标准差ε；

St3：比较ε与ε_end，若ε大于ε_end，则利用最速下降法对进行更新，重复步骤St2的过程，直至ε小于ε_end，则迭代终止，得到q值，即磁荷场q(r_i')。