【摘 要】
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电磁层析成像技术(Electromagnetic Tomography)适用于无损检测,地质勘察,非接触监测定位异物,以及钢轨的无损检测等等。随着电磁层析成像的应用越来越广,实验设备复杂和成像过程依赖设备的特性阻碍了电磁层析成像技术的进一步发展,本论文基于这一现状,研制了一套电磁层析成像远程实验系统,目的是提供一个远程实验平台,使得科研人员无需搭建实验硬件系统,通过远程操作电磁层析成像实验,在We
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电磁层析成像技术(Electromagnetic Tomography)适用于无损检测,地质勘察,非接触监测定位异物,以及钢轨的无损检测等等。随着电磁层析成像的应用越来越广,实验设备复杂和成像过程依赖设备的特性阻碍了电磁层析成像技术的进一步发展,本论文基于这一现状,研制了一套电磁层析成像远程实验系统,目的是提供一个远程实验平台,使得科研人员无需搭建实验硬件系统,通过远程操作电磁层析成像实验,在Web端即可完成物体内部探测,并选择不同的图像重建算法,得到图像重建的结果。本论文研究内容分为以下几点:(1)采用分裂伯格曼算法提高了电磁层析成像中图像重建的质量,电磁层析成像技术中最为核心和难以解决的问题集中在图像重建上,它是影响最终实验结果的重要因素,因此关于图像重建算法的研究是电磁层析技术的重点。对于本论文来说,远程实验平台最终要在网页端实现图像重建,因而实验的关键就在于最后的图像重建效果。本论文先研究了三种传统的图像重建算法,再在这些算法的基础之上结合了一种新的图像重建算法——分裂伯格曼算法,经过仿真和实验的结果证明,分裂伯格曼算法有效提高了图像重建质量,同时有着较快的成像速度。(2)搭建电磁层析成像硬件实验系统平台,具体内容包括:传感器阵列的研究与分析,信号激励和采集模块的选型与设计,通道切换电路的设计。最终采用”O”型八线圈传感器作为传感器阵列,Zurich MFLI锁相放大器作为信号激励和采集电路,32路网络电磁继电器作为通道切换模块,搭建了一个新型的电磁层析成像实验硬件系统,为下一步的远程实验平台建立基础。(3)搭建电磁层析成像远程实验平台,具体内容包括:网站的选型和搭建,在线监控的研究与实现以及远程控制实验系统,最终用Python的Flask框架搭建了具有注册登录,上传实验数据以及在线图像重建等功能的网站,用海康威视网络摄像头结合RTSP协议实现Web端实时监控实验操作,最后借助MATLAB的工具箱Web APP Server将实验设备的启停控制开关嵌入到网站当中,实现实时监控并远程操控电磁层析成像实验,从而实现了实验操作和实验设备分离,完成电磁层析成像远程实验系统的搭建。图46幅,表12个,参考文献64篇
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