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缺陷可视化检测和形状重构一直是电磁无损检测领域的研究热点和技术难点，本文基于交流电磁场检测(Alternating Current Field Measurement/ACFM)技术原理，构建空间三轴ACFM检测模型，开发基于阵列传感器的缺陷可视化系统，研究ACFM缺陷三维轮廓可视化技术。重点采用优化后的空间三轴电磁场检测模型建立多种类型、尺寸的缺陷特征信号数据库，研究空间磁场与缺陷尺寸、角度及表面轮廓的关系，形成缺陷三维轮廓重构和可视化的算法。同时，设计ACFM高精度阵列探头，开发空间磁场信号成像和缺陷可视化软件，搭建ACFM缺陷可视化检测系统，开展性能测试和缺陷三维轮廓算法验证实验。结果表明，系统实现了空间磁场的实时成像，对微小裂纹检测精度高，且通过所建立的可视化算法，较精确地实现了缺陷的三维轮廓重构。论文主要从以下四个方面展开研究： （1）ACFM空间三轴电磁场理论和仿真模型研究 基于ACFM检测原理和理论模型，建立空间三轴电磁场检测仿真模型，重点针对磁芯尺寸、探头提离高度和激励频率等关键参数对模型进行优化，研究缺陷附近空间三轴磁场分布规律，确定可视化检测特征信号。 （2）分类缺陷数据库建立和缺陷轮廓反演算法研究 借助优化后的仿真模型，分别对不同类型、尺寸的缺陷进行仿真，建立各类缺陷的尺寸和空间三轴磁场分布信号库。基于仿真数据库，研究空间磁场与缺陷特征（尺寸、角度和表面轮廓）之间的关系，利用梯度融合法、神经网络法反演缺陷特征，提出不同类型缺陷的三维轮廓重构算法。 （3）基于阵列探头的ACFM缺陷可视化检测系统开发 考虑信号采集的灵敏度和分辨率，选择合适的磁传感器，并确定传感器提离高度、间距、数量和排布方式，设计信号调理电路和壳体，组装用于空间磁场信号采集的阵列探头。基于阵列探头，开发配套软件，实现空间磁场信号实时成像、分析，并能完成缺陷的三维轮廓显示。 （4）ACFM缺陷可视化检测系统测试 配套阵列探头和软件，搭建ACFM缺陷可视化检测系统，对该系统进行功能性测试，调试软件，完善优化硬件设备。在此基础上，借助人工矩形槽和腐蚀坑缺陷试件，进行矩形槽尺寸、角度反演研究和腐蚀坑轮廓重构研究，验证所建立的缺陷三维轮廓重构算法。