电磁层析成像技术中的谱参数混合共轭梯度法

电磁层析成像技术是基于电磁感应原理的过程检测技术,图像重建是解决其反问题的关键.基于共轭梯度算法,修正搜索方向和迭代参数,推导出基于谱参数的混合共轭梯度算法,以提高图像重建质量和收敛性.介绍了电磁层析成像系统的实验室模型和灵敏度分布矩阵,作为反问题基础;对搜索方向进行修正,提出一个新的谱参数,用来控制新旧搜索方向之间的角度,根据每一步迭代的残差结果,寻找最优解;改善共轭参数,分析非线性共轭梯度算法中FR算法(fletcher-reeves method)和PRP算法(polak-ribiere-polyak method)的各自优势,将它们按照一定比例进行混合,得到一种新的混合共轭梯度算法;将谱参数混合共轭梯算法应用到电磁层析成像实验室系统中,构建了3种典型实验室模型,对比谱参数混合共轭梯度算法与传统算法并作出评价.实验结果表明:谱参数混合共轭梯度算法的重建图像的质量更高,具有较好的数值表现;混合共轭梯度算法结合了FR算法和PRP算法的优点,收敛速度比PRP算法快,成像质量比其他算法高.

电磁层析成像技术中的图像重建算法

电磁层析成像技术(electromagnetic tomography,EMT)是基于电磁感应原理的过程检测技术,包括正问题和逆问题。首先,基于传统的“O”型传感器阵列模型,通过有限元剖分法来解决正问题以获得灵敏度矩阵和检测值;然后根据检测值来重构物场内部的结构即EMT技术的逆问题。由于重建算法的选择对重建图像的影响至关重要,所以重点研究了不同重建算法在EMT逆问题中的应用,并在传统共轭梯度算法的基础上进行改良,研究更适合EMT技术的新算法。构建了3种扰动模型,利用控制变量法,采用LBP,Landweber迭代,传统的和修正后的共轭梯度4种算法对物场进行重建。给出了每种算法的基本原理,并阐述了传统和修正共轭梯度算法的计算流程,采用图像质量和图像相关度2个参数对重建图像进行了评价。最后得出结论:LBP方法运算简单,适合单一扰动重构;共轭梯度算法的图像质量和相关度较高;修正共轭梯度算法收敛效果更好,而且图像相关度较高。

基于电磁层析成像技术的接地网导体异常检测

接地网是维护系统安全、保障运行人员及设备安全的重要环节,对其异常状态的有效检测直接关系到电力系统的安全稳定运行。文中研究了基于电磁层析成像(Electromagnetic Tomography,EMT)技术的接地网导体异常状态检测方法,应用改进Landweber迭代算法基于EMT技术测试系统的感应电压测量结果获取了接地网导体的重建图像,定义了图像相关系数对接地网导体的异常状态进行检测。对某35 kV接地网正常与腐蚀、断裂等典型故障下的分析结果表明,将EMT计算引入接地网导体的异常检测具有一定的可行性,且具有非接触、对接地网导体状态变化敏感等优势,所定义的图像相关系数指标能有效识别接地网导体的异常状态。研究结果可为接地网运行状态的准确评估提供重要依据。

电磁波层析成像技术在复杂地质边坡工程勘察中的应用研究

复杂的边坡工程地质条件决定了建设摩崖石刻工程的位置和规模,但边坡上发育的崩塌、坠石等地质灾害和多变的地形地貌条件严重影响了边坡地质工程勘察的安全性、准确性和勘察技术方法的有效性,本文应用孔间电磁波层析成像技术探测和评价边坡工程内破碎带、岩溶以及岩体完整性变化等地质工程问题以及地质解释的关键技术.电磁波衰减特征及电磁波衰减吸收系数的变化趋势和异常结构特征可以有效地反映边坡岩体内节理发育带、岩溶以及场区具控制作用的溶蚀断裂带的发育深度及影响范围,评价边坡岩体完整性的垂向分带和空间分区特征,为边坡工程建造提供科学依据.

基于场量提取法的电磁层析成像系统的灵敏度推算

电磁层析成像技术(EMT)是一种新型的电学层析成像技术,它通过测量激励和接受线圈之间的互感变化而实现物场区域内电导率和磁导率分布的图像重建。灵敏度的计算是电磁层析成像技术的关键环节,是图像重建的必备条件,灵敏度计算的准确性直接影响到最终的成像精度。采用场量提取的方法计算了EMT系统的灵敏度。理论上,首次完整地推导出了EMT灵敏度的数学表达式。仿真计算上,借助MATLAB软件分别实现了电导率和磁导率灵敏度的独立计算,并依次绘制了相应的灵敏度图,为精确图像重建算法提供了有利条件。

电磁层析成像系统敏感场激励特性仿真研究

电磁层析成像(electromagnetic tomography,EMT)技术在过程检测中具有潜在的价值。电磁传感器阵列是电磁层析成像系统的前端,由于激励信号直接作用于电磁传感器阵列,因此激励模式、激励信号的频率和幅值特性直接影响检测线圈获取物场信息的质量,进而影响后续物场信息特征提取的精度。为了提高传感器阵列对物场信息分布变化的敏感程度,提高系统的敏感性和精确度,保证实验数据的高精度与高稳定性,利用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics对电磁层析成像系统的激励模式和激励频率特性进行仿真分析,并获得激励模式及激励频率与传感器输出之间的关系,为电磁传感器阵列的优化使用奠定基础。

电磁层析成像实验系统中的修正共轭梯度算法

为了提高电磁层析成像实验室系统的图像重建能力,改善共轭梯度算法不严格收敛和不充分下降的特点,推导出适应于电磁层析成像技术的修正共轭梯度算法,并分析了修正共轭梯度算法的收敛情况。在实验室电磁层析成像系统中,验证了修正共轭梯度算法的图像成像效果,并用图像误差和相关度评价了正则化算法、Landweber迭代算法、共轭梯度算法和修正共轭梯度算法,得出结论:在8线圈高频电磁层析成像实验室系统中,对于不同流型,修正共轭梯度算法的图像误差远低于其他算法,和原始图像的相关性最大。

电磁波层析成像技术的边坡工程地质勘察研究

我国不同地区的地质条件不同,由于自身原因,一些复杂的边坡工程很容易发生多种崩塌、落石等自然灾害。多变的地质条件在很大程度上影响了地质工程勘探工作,对地质勘察的工作人员来说也是严峻的挑战。电磁波层析成像技术是一种新型的地质勘察工具,它可以在地质边坡工程区域进行全方位的层理分析,运用科学技术手段判断该地区的地质条件。在工作过程中,运用电磁波层析成像技术对勘察的地质岩层和岩体的地质工程问题进行分析,全面分析电磁波层析成像技术提供的数据,进而为工程的推进提供准确的基础保障。

电磁层析成像中新型归一化算法的设计与实现

基于电容和电阻层析成像技术中灵敏度矩阵非线性归一化方法，提出了电磁层析成像中使用线性归一化方法的不合理性，在推导出其解析解的前提下，建立了电磁层析成像技术中的新型归一化模型，并给出了新型灵敏度模型的归一化公式。比较了原始和新型模型对于灵敏度归一化的效果，并将新型归一化模型应用到图像重建中，比较了成像质量，用相关系数比较了两种模型和原图的相关度，得出了结论：新型灵敏度归一化模型更逼近原始灵敏度的变化趋势，采用新型模型重建图像的质量更高。

电磁波层析成像(CT)技术在山区场地勘探中的应用

结合工程实例 ,简要介绍了电磁波层析成像技术的基本原理、工作流程、分析及评判方法 ,表明应用电磁波层析成像技术能直观。

复杂地质边坡工程勘察中电磁波层析成像技术的应用

我国地质地貌的情况复杂多变,在一些地质较为复杂的地区,进行边坡工程时,很容易受到一些内外因素的影响,出现崩塌、落石等灾害。这对相关地质勘察人员的技术提出了更高的挑战,随着电磁波层析成像技术的不断成熟,通过应用该技术,对复杂地质环境下的边坡工程进行勘察,不仅可以提升相关工作人员的工作效率,还能获得更清晰、更准确的相关数据。本文对电磁波层析成像技术进行分析研究,对其在复杂地质边坡工程勘察中的应用进行了介绍。

电磁波层析成像技术在边坡工程地质勘察中的应用

我国地域辽阔,地形地貌较为复杂,各地区由于自然地理环境的不同,在进行边坡工程勘察时,经常会出现落石和崩塌等现象。这些现象的发生,不但给边坡工程的治理带来了非常不利的影响,也给边坡工程地质勘察带来了巨大的挑战。电磁波层析成像技术作为一种新型的地质勘察技术,将其运用在边坡工程地质勘察拥有巨大的优势。本文结合具体的工程实例,分析了电磁波层析成像技术在边坡工程地质勘察中的具体应用。

探讨电磁波层析成像技术的边坡工程地质勘察

根据千佛山地段的地理分布情况来看，其境内的地质类型较为复杂，同时，地段的不同，其存在的地质情况也各不相同，对其施工可能会造成不同程度的崩塌、落石等自然灾害，严重情况下可能会使已经形成的地质情况产生变化，从而促使地质勘察工作无法安全开展，影响了地质勘察工作的正常进行.

电磁层析成像传感器位置误差对检测相位影响研究

电磁层析成像技术(Electromagnetic Tomography,EMT)具有连续监测、非侵入性、无辐射、成本低的优点,近年来,在过程层析成像中具有一定的潜在应用价值。研究表明,检测传感器信号相位的灵敏度比幅值灵敏度要高,通常采用检测相位的方法来分析被测物体电导率、空间分布。为了深入了解测量系统本身存在的安装误差对检测相位的影响,进而优化测量系统,提高相位检测的精度,运用多物场耦合有限元仿真软件(COMSOL Multiphysics)对电磁层析成像传感器位置偏差对相位检测的影响进行了仿真分析,为优化图像重建提供参考。

跨孔电磁层析技术对桥墩溶岩洞的探测(英文)

肇庆大桥位于西江流域，是连接肇庆和珠江三角洲地区的主要干线上的大桥。5个主桥墩位于溶洞和断层破碎带上，以往常用的单桩单孔的方法只能查明10cm直径垂直下方的溶洞分布情况，这种常规的方法难于查明整个桥墩位下方的溶洞分布情况，而且一孔之见难于达到技术要求。近年来发展起来的CT成像技术，正好可以弥补这方面的不足。本次电磁波CT探测法在肇庆大桥5个主桥墩的溶洞探测结果说明，这种方法是可行的，溶洞探测结果还经过最后的钻桩验证。

基于阵列传感器的金属分类及成像

通过使用一种基于实测矩阵最值的灵敏度矩阵的修正方法,利用实测矩阵的最值对仿真所得的灵敏度进行修正,并将这3种矩阵分别进行电磁层析成像。其中,对2个磁导率不同的物体成像时,使用修正灵敏度矩阵所成的图像对于2种样品所处位置的中心点的灰度值不同,可以从图中明显看出2个样品的差异。在此基础上,通过对5种不同金属样品所成图像的最值进行分析,可以有效地分辨出不同金属样品。实验最终验证了修正灵敏度矩阵所成图像更加接近于实际电磁参数的分布,对于磁导率不同的物体更加有辨识性,可以有效对部分金属进行分类。

被测物场空间分布对电磁测量系统相位检测的影响分析

电磁层析成像技术在过程检测中因其低成本与非侵入性而具有广泛的潜在应用价值。研究显示,相位测量的精确度与成像质量具有密切联系。为了深入了解与相位测量相关的制约因素,进而优化测量系统,提高系统敏感性和测量精度,提高成像质量,利用有限元仿真软件(COMSOL Multiphysics)对电磁层析成像系统的空间分布相位测量影响进行仿真分析,包括改变物场内电性参数分布以及改变物体自身空间位置,且对仿真结果进行实验验证,对电磁层析成像测量系统工作状态下场的分布情况及状态给予估计,为图像重建的优化使用提供参考。