图2.1磁记忆检测原理图

这两个特征量是反应铁磁构件应力集中的最基本量，但是，随着探索的不断进步和完善出现了仅仅利用磁记忆信号的 、出现在0位置和梯度 检测会有不少的错误报告产生。为此科学家们绞尽脑汁，积极探索发现了很多方法去处理漏磁场信号，准确度都在合理的范围之内。其中有小波分析提取、能量频谱图分析，傅里叶变换求高频系数等，都在其中一个角度上有着不少的认可度，但是也有很多劣势，因此仍然需要在磁记忆特征量的优化上投入更多的研究。

2.2自发磁化和磁致伸缩现象

组成物质的原子或者是分子磁矩，通过物资内部的作用，其排列方式呈现一定的规律和有序性叫做自发磁化。根据磁矩之间的排列方式将他们区分开来，磁矩同向排列叫做铁磁性；反向排列且不能相互抵消的叫做亚铁磁性；反向排列但是可以完全抵消的叫做反铁磁性[10]。外国科学家Wise通过建立分子场假设来证明了铁磁性材料的特征表现。分子场与材料产生的自发磁化的磁场强度 成正比例关系。当温度不停地升高直至居里温度时，由于磁矩发生的热运动能够与分子场抗衡，自发磁化就会被破坏。但是产生自发磁化的能量比原子磁矩之间的磁偶极矩大得多，这就使得磁矩方向转向分子场，从而使得没有外部赋予的磁场，铁磁材料的内部区域原子磁矩也会趋于某一共同方向，产生自发磁化的原因就是如此。

磁致伸缩效应指的是铁磁体在磁场的作用下磁化状态发生变化时，自身大小和形状发生改变的现象，是一切铁磁性物质所具有的固有特性[11]。根据材料改变方式的不一样，一般将磁致伸缩效应可以分为三种：线磁致伸缩，体磁致伸缩和扭转磁致伸缩。其中线磁致伸缩效应又有正逆两向效应之分。正向的磁致伸缩效应，是1842年间由著名的物理学家詹姆斯·皮雷斯科特·焦耳提出的，为此正向效应也成为焦耳现象，可以这样理解，样品在除了自身的磁场外，其他磁场驱使下，内部组织发生偏移的现象，即所产生相对变形的大小和方向与外磁场强度和铁磁体材料本身的材质有关[12]。逆向效应则是由是科学家维拉利在1865年发现的，指的是在铁磁材料的长度方向施加外力时，材料产生相对变形，其内部的磁场强度也会随之而发生响应的变化，是实现磁致伸缩导波接收的基础。因而逆向效应也被称之为维拉利效应。在内外磁场的作用下，铁磁材料出现微笑的体积伸缩变化的现象叫做体磁致伸缩效应，该效应只能在强磁场的环境下才能发生，在材料出现磁化饱和之前，线伸缩为主，体伸缩为辅。

扭转磁致伸缩效应又称魏德曼效应，指的是在圆管状的的铁磁性材料的轴向通电流，与此同时也通上相同方向的磁场，这时在圆管的周边就会发生扭转的情况。这种现象也存在逆向效应，就是给圆管一个随时间变化的外部场同时使得其沿着自身中心线发生转动，这样圆管的磁化也会发生交替变化的情形，学术界称之为麦修茨效应[13]。

2.3磁滞效应和应力磁化反转现象

磁致现象是铁磁类构件的一个重要特性之一，它的出现与很多因素有关，主要是由于组成构件被磁化饱和后产生的，其与材料内部的磁感应强度B、磁场强度H和磁化历史有关。为了更加深入研究磁滞现象，现在学术界把建立了磁滞模型分别为Jiles-Atherton模型、神经网络模型和Preisach模型三大类。

观察材料的饱和磁滞曲线（如图2.2），不断减少达到磁化饱和后的材料的外加磁场的强度H，材料也随之产生退磁，但是退磁过程中，磁感应强度没有按照原曲线SO的轨迹儿递减，而是顺着SR曲线减小，这就是磁滞效应，其本质是铁磁性材料的存在内应力或者是其他裂纹缺陷等妨碍了磁畴的回复。因此如果要使得磁感应强度B为零，仅仅让外磁场为零是不够的，还需要借助反向磁场的推动，材料才能实现反向磁化饱和。