。1048· 北京科技大学学报 第29卷 频噪声显得比较明显（如电流线两侧所示），其空间 120 分辨率较低.由此可以看出，实际应用时，需要根据 100 测量要求、空间分辨率的需要、噪声控制的需要来选 择合适的截断频率. 菱 40 20 20 40 0020 60 40 6080100120 采样点 图3经反演计算后得到的直线型电流（采样间隔0.05/128m) 100 Fig.3 Inversed line current according to the magnetic field distri 120 bution shown in Fig 2 (the sampling interval is 0 05/128 m) 20 406080100120 术，特别是截止频率的选择对反演结果有很重要的 采样点 影响. 图5截止频率为22kHz时的反演结果（采样间隔Q.05mm 0.6 Fig.5 Inversed result with 22 kHz cutoff frequency the sampling inter val is 005 mm) 0.4 0.2 20 0.4 60 0.602468101214 扫捕范围mm 80 100 图4SQUD测出的1mA载流直导线周围的磁场分布 Fig.4 Magnetic field distribution near a wire with 0.Imm diame 120 20 ter carrying 1mA current 40 6080100 120 采样点 空间滤波选择截断频率时，一方面要考虑实际 图6 截止频率为19kHz时的反演结果（采样间隔0.05mm) 的测试条件，例如SQUID磁强计的噪声振幅、电流 Fig.6 I nversed result with 19kHz cut-off frequency the sampling 分布的频谱值、SQUD探测线圈的尺寸、SQUID距 interval is 0.05 mm) 载流平面的距离等.另一方面还要考虑具体的要 求，因为截断频率的取值，直接决定空间分辨率的好 以上对直流导线的模拟结果显示了反演方法的 坏以及去噪程度的高低.截断频率取得高，能够提 准确性.同时在实际去噪过程中，虽然不能给出准 高图像的空间分辨率，但是同时也会增加背景噪声： 确的截止频率选取，但是通过以上有关截止频率的 相反，如果截断频率取得低，虽然可以有效地抑制噪 讨论可以根据既有磁场数据以及测量环境和测量需 声的影响，但却得不到理想的电流反演图像即磁场 求选择适当的值进行反演。 高频部分的衰减会导致电流空间分辨率的降低. 为了说明这一点，同时将该方法进一步用于实 根据SQUID实测的载流长直导线磁场数据， 际的电磁检测，对SQUID无损检测中的测试结 利用上述方法进行电流反演时，如果将频谱的截断 果网进行了初步的研究.实验中的被测样品由三块 频率取为22kHz其反演结果如图5所示，其中峰值 完全一样、厚度均为2mm的铝板叠加而成其中中 位置即是电流所在位置.为了比较截断频率对反演 间的一块铝板有一个人工制作的2mm通孔缺陷. 结果的影响，图6给出了截断频率为19kHz的反演 实验时在样品下方施加频率为700Hz的激励信号， 结果.相比较而言，图5含有更多的高频噪声成分， 在此交变电场的作用下，铝板中会产生涡流由于缺 反演出的电流线被展宽，信噪比较高，即其空间分辨 陷的存在会改变涡流的分布，因此用SQUD探测 率较高.图6由于截去了更多的高频噪声，相对低 缺陷表面附近的磁场分布，并用该磁场数据反演出图 3 经反演计算后得到的直线型电流( 采样间隔 0.05/ 128 m) Fig.3 Inversed line current according to the magnetic field distri￾bution shown in Fig.2 ( the sampling interval is 0.05/ 128 m) 术, 特别是截止频率的选择对反演结果有很重要的 影响 . 图4 SQUID 测出的 1 mA 载流直导线周围的磁场分布 Fig.4 Magneti c field distribution near a wire with 0.1 mm diame￾ter carrying 1 mA current 空间滤波选择截断频率时, 一方面要考虑实际 的测试条件, 例如 SQUID 磁强计的噪声振幅、电流 分布的频谱值、SQ UID 探测线圈的尺寸、SQ UID 距 载流平面的距离等.另一方面还要考虑具体的要 求, 因为截断频率的取值, 直接决定空间分辨率的好 坏以及去噪程度的高低.截断频率取得高, 能够提 高图像的空间分辨率, 但是同时也会增加背景噪声 ; 相反, 如果截断频率取得低, 虽然可以有效地抑制噪 声的影响, 但却得不到理想的电流反演图像, 即磁场 高频部分的衰减会导致电流空间分辨率的降低. 根据 SQUID 实测的载流长直导线磁场数据, 利用上述方法进行电流反演时, 如果将频谱的截断 频率取为 22 kHz, 其反演结果如图 5 所示, 其中峰值 位置即是电流所在位置.为了比较截断频率对反演 结果的影响, 图 6 给出了截断频率为 19 kHz 的反演 结果 .相比较而言, 图 5 含有更多的高频噪声成分, 反演出的电流线被展宽, 信噪比较高, 即其空间分辨 率较高 .图 6 由于截去了更多的高频噪声, 相对低 频噪声显得比较明显( 如电流线两侧所示) , 其空间 分辨率较低.由此可以看出, 实际应用时, 需要根据 测量要求、空间分辨率的需要、噪声控制的需要来选 择合适的截断频率 . 图 5 截止频率为 22 kHz 时的反演结果( 采样间隔 0.05 mm) Fig.5 Inversed result with 22 kHz cut-off frequency ( the sampling interval is 0.05 mm) 图 6 截止频率为 19 kHz 时的反演结果( 采样间隔 0.05 mm) Fig.6 Inversed result with 19 kHz cut-off frequency ( the sampling interval is 0.05 mm) 以上对直流导线的模拟结果显示了反演方法的 准确性.同时在实际去噪过程中, 虽然不能给出准 确的截止频率选取, 但是通过以上有关截止频率的 讨论可以根据既有磁场数据以及测量环境和测量需 求选择适当的值进行反演. 为了说明这一点, 同时将该方法进一步用于实 际的电磁检测, 对 SQUID 无损检测中的测试结 果[ 8] 进行了初步的研究.实验中的被测样品由三块 完全一样、厚度均为 2 mm 的铝板叠加而成, 其中中 间的一块铝板有一个人工制作的 2 mm 通孔缺陷. 实验时在样品下方施加频率为 700 Hz 的激励信号, 在此交变电场的作用下, 铝板中会产生涡流, 由于缺 陷的存在会改变涡流的分布, 因此用 SQ UID 探测 缺陷表面附近的磁场分布, 并用该磁场数据反演出 · 1048 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 29 卷