【摘 要】
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电磁层析成像技术是一种非侵入、非接触式的成像技术,可以对物体的电磁特性进行成像,因而在生物医学检测、工业过程成像和无损检测等诸多领域拥有广阔的发展前景,EMT技术也将成为一种更为重要的电磁检测手段。本论文采用磁电阻传感器取代传统的线圈作为磁感应强度测量元件,构建了一套基于隧道磁电阻（Tunnel Magnetoresistance,TMR）传感器的EMT系统用于实现磁导率成像,主要的研究工作和研究
【基金项目】
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北京市自然科学基金面上项目（3202028）; 华北电力大学中央高校基本科研业务费面上项目（2017MS032）
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电磁层析成像技术是一种非侵入、非接触式的成像技术,可以对物体的电磁特性进行成像,因而在生物医学检测、工业过程成像和无损检测等诸多领域拥有广阔的发展前景,EMT技术也将成为一种更为重要的电磁检测手段。本论文采用磁电阻传感器取代传统的线圈作为磁感应强度测量元件,构建了一套基于隧道磁电阻（Tunnel Magnetoresistance,TMR）传感器的EMT系统用于实现磁导率成像,主要的研究工作和研究内容如下:1.通过调研选取了一款商用TMR传感器作为测量元件,搭建了基于TMR传感器的EMT硬件系统。首先根据TMR传感器的特点设计了信号调理电路,并将线圈和TMR传感器阵列装配形成线圈一磁阻传感器阵列用于EMT系统的前端测量。然后通过信号发生器与功率放大器提供1 kHz的正弦激励信号。利用激励通道切换开关实现了线圈激励的依次切换。最后基于MATLAB使用NI-USB6351数据采集卡实现了 EMT系统的激励切换控制和数据采集功能。2.本文根据灵敏度矩阵计算的仿真扰动法,采用COMSOL软件进行了二维电磁场仿真,成功获得了磁导率成像的灵敏度矩阵,用于EMT系统的图像重建。为了验证所获得的灵敏度矩阵的正确性,通过仿真模拟成像区域中存在不同个数具有磁导率特性物体的情况,并通过Landweber迭代算法和牛顿拉夫逊迭代算法实现了成像。结合所搭建的EMT系统的测量数据,初步对铁棒放置在成像区域中间的情况实现了图像重建,表明所搭建的EMT系统可以用于实际的层析成像应用。3.在基于磁电阻传感器的EMT系统基础上,利用硬件系统中的线圈所获得的互感信息实现了磁导率分布成像。同时结合图像融合技术对磁感应强度和互感信息的重建图像进行了融合,结果表明由于两种信息的互补性,通过融合两种信息的重建图像可以提高重建图像的质量。
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