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材料工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的，在合适的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、大小、形状和严重程度。当强度均匀的射线束透照射物体时，如果物体局部区域存在缺陷或结构存在差异，它将改变物体对射线的衰减，使得不同部位透射射线强度不同，用一定的检测器（如胶片）检测透射射线强度，就可以判断物体内部的缺陷和物质分布等，从而完成对被检测对象的检验。
超声波进入物体遇到缺陷时，一部分声波会产生反射，接收器可对反射波进行分析，就能地测出缺陷来，并且能显示内部缺陷的位置和大小，测定材料厚度等。利用磁光传感器获取紧密对接微间隙(0～0.1mm)焊缝磁光图像.针对传统形态学图像处理方法检测微间隙焊缝时容易出现边缘细节丢失的问题和存在检测精度不高的缺点，在四个不同方向上各选取三种不同尺度的结构元素，应用多尺度多结构元素形态学方法提取微间隙焊缝边缘信息，并与小波边缘检测和Sobel边缘检测结果相比较.在激励磁场变化情况下进行三组试验，分别采用多尺度形态学算法和传统形态学算法提取焊缝中心位置.结果表明。
多尺度多结构元素形态学算法能更有效地检测出微间隙焊缝中心位置，为紧密对接焊缝的识别与跟踪控制提供试验依据.激光焊接因具有焊接速度快、焊缝热影响区小和深宽比大等优点被广泛应用于汽车、造船和航空航天等领域.为保证焊接质量，在焊接过程中必须控制激光束始终对中并跟踪焊缝在焊缝跟踪系统中使用广泛的是结构光视觉传感法，但该方法难以检测间隙小于0.1mm的微间隙焊缝.磁光成像是一种可用于紧密对接焊缝检测的新方法，其理论基础是法拉第磁旋光效应.通过磁光传感器采集紧密对接焊缝图像，分析焊缝在磁光图像中的特征，从而检测出焊缝中心位置.由于焊缝磁光图像存在噪声且对比度较低，应用常规图像处理难以检测焊缝边缘细节.为此采用多尺度形态学优化方法。
对焊缝磁光图像进行分析和识别.数学形态学是一种非线性图像处理和分析方法，其边缘检测的基本思想是用具有一定形态的结构元素去度量和提取图像中的形状.单一结构元素形态边缘检测算子的性能取决于结构元素的大小，小尺度结构元素去除噪声能力较弱，但能检测到较多边缘细节.大尺度结构元素去除噪声能力强，但会丢失边缘细节，在边缘定位上出现偏差.而多尺度形态学作为一种优化方法，可较好地实现滤波去噪和图像边缘检测.试验系统包括光纤激光YAG焊接机和装有夹具的三轴运动工作台，结构如图1所示.两块150mm×49mm×1.5mm的低碳钢焊件形成紧密对接焊缝.磁场励磁器固定于焊件下方，通过外加磁场使焊件磁化.
磁光传感器置于焊件上方并与激光头保持相对固定.试验时激光头斜跨焊缝中心位置运动，磁光传感器图像采样速率为25f/s.当焊件被磁化后在表面产生感应磁场，焊缝间隙处感应磁场的垂直磁场分量将发生变化，根据法拉第磁旋光效应，磁光传感器在该磁场的作用下可获取含有紧密对接焊缝位置信息的磁光图像.图2a为焊件实物图，图2b为磁光传感器采集的一幅焊缝磁光图像.图2a中放大图分别为激光头左偏和右偏焊缝时的图像，由焊接机内置同轴摄像机拍摄.但激光焊接过程中存在强烈辐射，因此同轴摄像机在焊接过程中无法用于识别和检测紧密对接焊缝.焊缝中心位置可通过分析焊缝磁光图像特征来获取.数学形态学的基本算法有四个：膨胀、腐蚀、开运算和闭运算，其中膨胀和腐蚀为基本的两种算子，可自由组合成其它多种形态学算子.设f(x,y)为输入图像，B(x,y)为结构元素，膨胀和腐蚀定义如下[6].
传统形态学算子为单尺度形态梯度算子，不仅对噪声很敏感，而且因为使用单一结构元素只能提取某一个方向上的边缘，影响了边缘检测的精度.多尺度多结构元素的形态算子能很好地克服单尺度算子的缺陷.多尺度算子中的小尺度结构元素能准确定位焊缝边缘并反映更多的边缘细节，大尺度结构元素则能反映大的焊缝边缘轮廓并较好地抑制噪声干扰，不同的结构元素又能检测不同方向上的边缘.因此多尺度多结构元素形态算子能提取出更的焊缝边缘并有效抑制噪声.对一幅焊缝磁光图像经过灰度转换、灰度增强和形态滤波等预处理后，根据多尺度形态算子分别在四个方向上提取多尺度边缘.
而群时延指标更能反映相位非线性。上图的例子表明;相位波动峰-峰值相同的被测件产生的群时延可能有明显不同。右图中器件群时延抖动较大，会引起更大的信号失真。为了表征一个未知的线性多端口器件，我们必须在不同的条件下进行测量并计算一组参数，即便在源和负载条件与测量不相同的场合，这些参数也能用来描述所测试器件（或网络）的电气性能。低频器件或网络的表征通常是建立在测量H、Y和Z参数的基础上，为此，必须测量器件的输入或输出端口上或网络节点上的总电压和总电流，而且测量必须在开路状态和短路状态下进行。由于很难测量高频总电流或总电压，故通常代之以测量S参数。这些S参数与一些熟悉的测量，如增益、损耗或反射系数均有联系。
它们能相当简单地加以测量，而无需将不适宜的负载连接到被测器件上。测得的多个器件的S参数可以利用矩阵运算预示整个系统的性能。S参数无论在线性或非线性CAE电路仿真工具中都很容易使用，而H、Y和Z参数在必要时则可从S参数导出。S参数可直观表示一个器件(系统)的性能指标。对于20dB衰减器，20dB为功率对数表示，转换为相应线性电压表示为：0。输入端驻波比1。转换为反射系数为0。09。当然S参数应包含相位信息，对于象衰减器这样的互易器件，其S12=S21。微波晶体管是非互易器件，其S参数随频率及工作电平变化很大。器件的生产厂商应提供各频率范围内及直流偏置条件下S参数数值。传输特性是被测件输出与输入激励的相对比值。
网络分析仪要完成该项测试，需分别得到被测件输入激励信号和输出信号信息。网络分析仪内部信号源负责产生满足测试频率和功率要求的激励信号，信号源输出通过功分器均分为两路信号，一路直接进入R，另一路通过开关输入到被测件相应测试口，所以，R测试得到被测输入信号信息。被测件输出信号进入网络分析仪B，所以，B测试得到被测件输出信号信息。B/R为被测试件正向传输特性。当完成反向测试测试时，需要网络分析仪内部开关控制信号流程。反射特性是被测件反射与输入激励的相对比值，网络分析仪要完成该项测试，需分别得到被测件输入激励信号和测试端口反射信号。网络分析仪内部信号源负责产生满足测试频率和功率要求的激励信号，信号源输出通过功分器均分为两路信号。
一路直接进入R，另一路通过开关输入到被测件相应测试口，所以，R测试得到被测输入信号信息。激励信号输入到被测件后会发射反射，被测件端口反射信号与输入激励信号在相同物理路径上传播，定向耦合器负责把同个物理路径上相反方向传播的信号进行分离，提取反射信号信息，进入A。A/R为被测试件端口反射特性。当需要测试另外端口反射特性时，需网络分析仪内部开关将激励信号转换到相应测试端口。信号源提供被测件激励信号，由于网络分析仪要测试被测件传输/反射特性与工作频率和功率的关系。所以，网络分析仪内信号源需具备频率扫描和功率扫描功能。为保证测试的频率精度，现在网络分析仪内信号源采用频率合成方法实现。当扫宽设置为零时，输出信号为点频CW信号。
网络分析控制其输出功率依靠ALC和衰减器两个部分完成。ALC保证输入信号功率的稳定和功率扫描控制，由于ALC控制范围有限，测试中，往往需要利用适配器将仪表和被测件进行连接，该适配器可能会对测试结果有很大影响。如上图所示，适配器引起的反射信号会与被测件的真实反射信号进行矢量叠加。例子中，如果适配器的驻波比较差(SWR=1。5)，则耦合器的有效方向性将下降到14dB，此时，网络分析仪表反射测试的动态范围就只有14dB。如上所述，在测试过程中，使用高性能的适配器是非常必要的，虽然校准可以降低适配器对测试的影响，但在高性能被测件测试中该影响仍然较明显。下面介绍在接入适配器后网络分析仪的校准方法。仪表通过校准后。
酸度计是对溶液中的氢离子活度产生选择性响应的一种电化学传感器。理论上，溶液的酸度可以这样测得：以参比电极、指示电极和溶液组成工作电池，测量出电池的电动势。用已知pH的标准缓冲溶液为基准，比较标准缓冲溶液所组成的电池的电动势，从而得出待测试液的pH值。因此酸度计也叫pH计酸度计由电极和电动势测量装置组成。电极用来与试液组成工作电池；电动势测量部分对电池的电动势产生响应，显示出溶液的pH。多数酸度计还兼有毫伏档，可以直接测电极电位。若配合适的离子选择电极，还可以测定溶液中某离子的活度（浓度）。实验室中广泛使用的pHS-3C型酸度计是一种精密数字显示酸度计。其测量范围宽，重复误差小。PHS-3C型pH计由主机、复合电极组成。
pHS-3C型酸度计主机上有五个按钮，它们分别是：选择、定位、斜率、温度和确定按钮。检查酸度计的接线是否完好。接通电源，按下背面的电源开关，预热30min后方可使用。取下复合电极上的电极套，注意不要将电极套中的饱和KCl溶液撒出或倒掉。用蒸馏水冲洗电极头部，用滤纸吸干残留水份。定位在测量之前，首先对pH计进行校准，我们采用两点定位校准法，打开电源开关，按“pH/mV”按钮，使仪器进入pH测量状态；用温度计测量被测溶液的温度，读数，例如25oC。按“温度”旋钮至测量值25oC，然后按“确认”键，回到pH测量状态。调节斜率旋钮至大值。打开电极套管，用蒸馏水冲洗电极头部，用吸水纸仔细将电极头部吸干。
将复合电极放入pH为6.86的标准缓冲溶液，使溶液淹没电极头部的玻璃球，轻轻摇匀，待读数稳定后，按“定位”键，使显示值为该溶液25oC时标准pH值6.86，然后按“确认”键，回到pH测量状态。将电极取出，洗净、吸干，放入pH为4.01的标准缓冲溶液中，摇匀，待读数稳定后，按“斜率”键，使显示值为该溶液25oC时标准pH值4.01，按“确认”键，回到pH测量状态。取出电极，洗净、吸干。重复校正，直到两标准溶液的测量值与标准pH值基本相符为止。在当日使用中只要仪器旋钮无变动则可不必重复标定。校正过程结束后，进入测量状态。用蒸馏水清洗电极，将复合电极放入盛有待测溶液的烧杯中，轻轻摇动，待读数稳定后，记录读数。
完成测试后，移走溶液，用蒸馏水冲洗电极，吸干，套上套管，关闭电源，结束实验。安装电源的电压与频率必须符合仪器铭牌上所指明的数据，同时必须接地良好，否则在测量时可能指针不稳。仪器配有玻璃电极和甘电极。将玻璃电极的胶木帽夹在电极夹的小夹子上。将甘电极的金属帽夹在电极夹的大夹子上。可利用电极夹上的支头螺丝调节两个电极的高度。玻璃电极在初次使用前，必须在蒸馏水中浸泡24小时以上。平常不用时也应浸泡在蒸馏水中。甘电极在初次使用前，应浸泡在饱和氯化钾溶液内，不要与玻璃电极同泡在蒸馏水中。不使用时也浸泡在饱和氯化钾溶液中或用橡胶帽套住甘电极的下端毛细孔。校整将开关拨到pH位置。打开电源开头指示灯亮，预热30分钟。
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