近日，我院殷晓康教授团队安全科学与工程专业博士研究生Martin Mwelango在共面电容检测缺陷评估方法方面取得重要进展，相关研究成果《面向共面电容传感缺陷尺寸量化的基于点估计PSF的扩散效应抑制正则化方法》(Estimated-PSF-based regularization method for spreading-effect suppression toward accurate defect sizing in coplanar capacitive sensing)发表在《NDT and E International》。《NDT and E International》是工程技术领域的国际顶级期刊，目前影响因子为4.5（中科院2区）。
论文第一作者为博士研究生Martin Mwelango，通讯作者为殷晓康教授，山东省高端海洋油气装备设计制造重点实验室为第一署名单位和第一通讯单位。该研究得到国家自然科学基金以及“泰山学者”青年专家计划的联合资助。
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缺陷尺寸的准确表征对于安全关键工程应用至关重要，然而，共面电容传感无损评估技术受其固有扩散效应的限制，往往会导致测得的缺陷尺寸出现模糊和放大。基于前期提出的利用估计点扩散函数（point spread function, PSF）的正则化反卷积方法，本文通过实验验证了该方法在多种共面电容传感器（coplanar capacitive sensor, CCS）几何构型（三角形、正方形、矩形、同心式和环形式）、复杂缺陷形状以及工程材料（CFRP 和 GFRP）中的鲁棒性与广泛适用性。
基于点估计PSF的扩散效应抑制正则化方法
结果表明，该方法能够稳定补偿由电极几何构型引起的扩散效应，使恢复后的缺陷尺寸在不同传感器构型和缺陷形状下均更接近其真实尺寸。尤其是，该方法能够有效抑制半导电 CFRP 中的各向异性扩散，并恢复各向同性 GFRP 中的空间保真度，尽管其性能仍会受到材料特性的影响。值得注意的是，由小尺寸圆形缺陷估计得到的 PSF 能够捕捉与缺陷及系统相关的关键信息，从而实现跨缺陷类型与材料的高保真反卷积。
不同形状金属材料缺陷的真实图像反演计算结果
这些研究结果推动了基于共面电容传感的无损评估技术向高精度缺陷定尺寸方向发展，为可靠的高分辨率成像、传感器性能比较、多模态数据融合以及在安全关键场景中的应用奠定了基础。研究进一步表明，基于正则化的反卷积方法有望成为提升安全关键工程中缺陷定尺寸精度的关键手段。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ndteint.2026.103740
