Page 132 - 无损检测2024年第四期

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（1）应力诱发 MBN 信号形貌转变现象及 缺陷面积误差为 8%，深度误差为 0.048 mm。
其机理 同时，利用矩形波导的极化特性研究了微波极化

磁巴克豪森信号（MBN）被广泛用于揭示宏 方向与纤维铺层方向夹角对缺陷检测的影响，结
观力磁现象的微观机制，但拉伸应力对 MBN 信 合微波近场扫频和奇异值分解杂波抑制技术实现
号形态的影响机制尚不明确。通过大量试验和理 了高精度缺陷成像（见图 13）。为提高 GFRP
论研究，实验室发现预应变（拉伸应力）会引起 内部分层缺陷的检测效率，进一步提出了基于多
MBN 信号的形态发生转变（见图 12），且形态 通道发射多通道接收（MIMO）体制的微波可视
转变发生所需的临界应力与引入的预应变程度之 化定量缺陷检测技术，搭建了微波扫描检测试验
间呈幂律关系，强调了塑性变形与 MBN 响应之 系统，开发了 MIMO 体制下基于波谱重构的成像
间的强相关性。通过进行系统的微观损伤 MBN 算法及缺陷定量表征方法，通过三发四收多通道
检测数值模拟，发现不同位错密度区域会引起不 采集，将扫描时间缩短了近 10 倍，实现了高速
同的 MBN 信号变化，从而导致 MBN 信号呈现 自动化微波成像定量检测。
双峰形态。在重新加载应力时，应力引入的有效
变形能量场会促进磁畴重新排列，从而使得 MBN

信号的形态向单峰转变。

图 13 GFRP 埋深缺陷成像
(a) MBN 形貌随应力的变化 对于聚乙烯 (PE) 结构的亚表面减薄缺陷和
内部孔洞埋深缺陷，研究了近场扫频微波检测方
法的有效性，同时开展了 0.22 ~ 0.33 THz 频段
的太赫兹检测，结合 Laplace 算子、矩阵二值化
以及一维距离像对缺陷的面内及深度尺寸实施了
缺陷定量评估。对于 PE 管道外壁减薄缺陷，确
定了不同尺寸缺陷所对应的最佳检测频段，结合
杂波抑制技术、波谱重构及无穷范数图像融合，
获得了高精度的缺陷成像结果（见图 14）。

(b) 形貌转变临界应力与预应变尺度关系

图 12 MBN 形貌随应力的变化和形貌转变临界应力与预
应变尺度关系曲线
（2）高精度微波 / 太赫兹检测成像与评估
提出了基于波谱重构和压缩感知的快速稀疏
成像方法，结合图像分割和图像统计建立了自动
缺陷定量方法和远场中反射信号随缺陷深度和厚
度变化规律的理论模型，实现了对玻璃纤维增强 (a) PE 平板埋深缺陷的太赫兹成像
复合材料（GFRP）分层缺陷的高精度成像，分层
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2024 年 第46 卷 第4 期
无损检测