基于电磁层析成像的钢轨探伤传感器设计与优化

电磁层析成像(Electromagnetic Tomography, EMT)具有非接触、安全无污染、实现简单等优点，能够对钢轨表面和浅表面的损伤进行检测与定位，其中，传感器设计与优化是电磁层析成像的一个关键问题。为实现最优传感器设计，以完整钢轨作为被检测对象，首先设计了一种新型传感器阵列结构，验证钢轨探伤的可行性。结合灵敏度矩阵条件数和均匀性，提出了传感器优化指标即模型优化函数G。在此基础上，通过实验验证了模型优化函数的正确性，证明了模型优化函数与图像重建性能的正相关，并采用正交实验法进行传感器复合参数优化。对比优化前后的探伤效果发现，优化传感器设计参数后，模型探伤性能增强，从而多方面证实了优化过程的合理性。