清华大学 博士后研究报告 石墨球涡流检测的理论、方法和实验PDF电子书下载

第一章　涡流检测概论 1

1.1 球床高温堆中碎球检测现状 1

1.2　石墨球涡流检测的可行性 2

1.3　涡流检测的发展简史 3

1.4　涡流现象的利用 4

1.5　涡流检测的特点 5

1.6 小结 6

第二章 时变电磁场的方程、边界条件及其唯一性定理 7

2.1 时变电磁场的方程组 7

2.1.1 方程组的两种表示形式 7

2.1.2　方程组的完备性 8

2.2 时变电磁场的边界条件 10

2.2.1 曲面散度 10

2.2.2　切向边界条件 12

2.2.3　法向边界条件 14

2.2.4 利用切向边界条件导出法向边界条件 17

2.3 时变电磁场的唯一性定理 20

2.3.1 存在问题 20

2.3.2 唯一性定理的表述和证明 21

2.3.3 关于唯一性定理的几点说明 26

2.4 小结 28

第三章 时谐场的矢量磁位及其边值问题 29

3.1 预备定理 29

3.1.1 矢量场的唯一性 29

3.1.2　矢量场的无限远性质 31

3.2　矢量磁位的约束方程 33

3.2.1 矢量磁位的引入 33

3.2.2 规范变换 35

3.2.3　用矢量磁位描述电磁场 36

3.2.4　矢量磁位唯一性的讨论 37

3.3　矢量磁位的边界条件 37

3.3.1 化简边界条件表达式的思路 37

3.3.2 内边界的边界条件 38

3.3.3　外边界的边界条件 41

3.4　矢量磁位边值问题的一般形式 42

3.5 轴对称场的性质及其矢量磁位边值问题 43

3.5.1 轴对称电磁场的性质 43

3.5.2 轴对称电磁场的矢量磁位边值问题 46

3.5.3 圆环线圈的电流密度表达式 49

3.6 小结 52

第四章　石墨球与空芯圆柱线圈共轴涡流问题的解析解 53

4.1 探头类型及其电磁场模型 53

4.1.1　绝对式探头 54

4.1.2　差分式探头 54

4.1.3　电磁场模型 55

4.2 球与圆环线圈共轴系统的电磁场 56

4.2.1 场区的划分 56

4.2.2　矢量磁位的边值问题 57

4.2.3　赫姆霍茨方程的通解 58

4.2.4　矢量磁位的解析式 61

4.2.5　入射场和散射场 63

4.3 球与空芯圆柱线圈共轴系统的电磁场 64

4.3.1　入射场解析式 64

4.3.2　散射场解析式 66

4.3.3　线圈的阻抗解析式 67

4.4　两个特殊函数的计算 68

4.4.1 连带勒让德函数的计算 68

4.4.2 复宗量球贝塞尔函数的计算 68

4.5　解析解的实验验证 70

4.6　灵敏度分析 71

4.7 小结 74

第五章　涡流探头的动态特性 75

5.1　等效电路及其特性方程 75

5.2 相邻两次检测的最小时间间隔 77

5.3　信号的不失真条件 78

5.3.1　H（ω）成为常数的条件 79

5.3.2 θ（ω）与ω成正比的条件 80

5.3.3 阻尼比的最佳值 81

5.4　最大检测速度 82

5.5 小结 84

第六章　石墨球涡流检测的关键技术及其实验结果 85

6.1 石墨球表面展开的旋转磁场法 85

6.1.1 球面展开的现状 85

6.1.2　旋转磁场的形成 86

6.1.3 电磁转矩 88

6.1.4　导体球的运动状态 89

6.2　缺陷信号的提取 91

6.2.1 电桥的平衡条件 92

6.2.2 电桥的不平衡输出电压 93

6.2.3　基本检测电路 95

6.3 石墨球表面缺陷的无损检测装置及实验 96

6.4 尚需进一步开展的工作 99

6.5　小结 100

参考文献 101

附录 作者近年在电磁场涡流检测方面的工作 105

致谢 107