CN108254707A - 一种高温超导块材捕获磁场测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于高温超导磁体应用技术领域，公开了一种高温超导块材捕获磁场测试装置及其测试方法，测试装置设置有壳体，壳体内部顶端通过螺栓固定有导轨，导轨上卡接有可水平移动的电机；壳体内部左侧通过螺栓固定有固定座，固定座上镶嵌有磁铁；壳体右侧栓接有电动缸，所述电动缸的丝杠左端焊接有杜瓦卡槽，杜瓦卡槽卡接有超导块材，壳体底端栓接有杜瓦瓶，杜瓦瓶通过液氮输送软管与杜瓦卡槽连接。本发明提供的高温超导块材捕获磁场测试装置可准确测量高温超导块材在外加磁场作用下产生的捕获磁场。

Description

一种高温超导块材捕获磁场测试装置及其测试方法

技术领域

本发明属于高温超导磁体应用技术领域，尤其涉及一种高温超导块材捕获磁场测试装置及其测试方法。

背景技术

目前使用的YBaCuO(铱钡铜氧)高温超导块材，具有完全抗磁性和捕获磁场特性(又称磁通钉扎效应)，这些特性使高温超导块材广泛用于高温超导磁悬浮、超导磁体、超导电机、超导磁悬浮轴承、超导飞轮储能装置等等。

但是，要将超导块材用于这些领域，就必须精确测量和深入研究高温超导块材的悬浮力和导向力。经过研究可以知道，悬浮力主要由超导块材的抗磁性产生，导向力则由超导块材的磁场捕获特性(磁通钉扎效应)产生。

西南交通大学超导技术研究所在研制高温超导磁悬浮车时，研制了高温超导块材静态和动态测试装置，可以准确测量高温超导块材在静态和动态条件下的悬浮力和导向力。但是目前，国内尚无精确测量高温超导块材磁通捕获特性的专用装置。

在高温超导块材捕获磁场中，直达波与折射波能量较强，对于反射信号来讲是一种干扰波，如不加以处理会严重干扰反射信号；常规的处理方法是采用切除法来消除直达波与折射波的影响；但是在切除直达波和折射波的同时也切除掉了远偏移距的有效信号，往往会丢失大量有用的反射信息，随着远偏移距的信息越来越被人们所重视,近年来越来越多地采用滤波法来衰减直达波和折射波，这样可以在衰减直达波和折射波的同时保护远偏移距的有效反射信号，无疑是一种较好的处理方法。

在进行叠前逆时偏移时，直达波在逆时偏移中必须切除,因为直达波与反射信息无关。

目前去除直达波的技术方案：

(1)切除法

拾取直达波，在直达波及以上的记录赋值给成0。(说明：方法简单，但是需人工交互拾取直达波，人工干预过多，效率很低，并且切除了大量远偏移距的有效信号，往往会丢失大量有用的反射信息。)

(2)滤波法

现有的期初直达波方法存在需预先知道直达波的特征，过多的人工干预，容易损失有效信号，产生额外的假象，参数不容易确定，过程繁琐，去除直达波不彻底，计算的效率和精度较低。

综上所述，现有技术存在的问题是：国内尚无精确测量高温超导块材磁通捕获特性的专用装置。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种高温超导块材捕获磁场测试装置及其测试方法。

本发明是这样实现的，一种高温超导块材捕获磁场测试装置设置有壳体；

所述壳体内部顶端栓接有导轨；

所述导轨上卡接有可水平移动的电机；

所述电机嵌装有用于感应磁场的磁场传感器；

所述壳体内部左侧栓接有固定座，固定座上镶嵌有磁铁；

所述壳体右侧栓接有电动缸，所述电动缸的丝杠左端焊接有杜瓦卡槽，所述杜瓦卡槽卡接有超导块材；

所述磁场传感器用波动方程正演去除直达波，去除高温超导块材反射记录中的直达波，消除直达波对有效反射信号干扰，包括：

输入二维高温超导块材感应磁场数据，采用交错网格有限差分的计算方法，计算并去除二维高温超导块材感应磁场数据的直达波；

采用交错网格有限差分的计算方法计算二维正演记录；

读取高温超导块材感应磁场数据，采用交错网格有限差分的计算方法计算二维直达波记录；

用二维正演记录减去二维直达波记录得到最终的去除直达波的记录。

进一步，磁场传感器用波动方程正演去除直达波，去除高温超导块材反射记录中的直达波，消除直达波对有效反射信号干扰，具体包括以下步骤：

步骤一，剔除异常数据得到高温超导块材感应磁场数据的纵波速度V_p、横波速度V_s、密度参数DEN；

步骤二，利用已得到的纵波速度V_p、横波速度V_s、密度DEN建立高温超导块材感应磁场数据模型，并保存数据；

步骤三，读取高温超导块材感应磁场数据模型的数据，进行叠前交错网格正演并保存正演记录；

步骤四，根据上述建立的模型，把第一层网格点处的纵波速度V_p、横波速度V_s、密度DEN作为整个模型的V_p、V_s、DEN，然后进行叠前交错网格正演生成直达波记录并保存正演记录；

步骤五，读取步骤三和步骤四的记录，并用步骤三的记录数据减去步骤四的数据，得到去除直达波的记录；

所述步骤三具体包括：

第一步，根据稳定条件下、频散条件结合原始高温超导块材资料设置网格空间步长、时间步长，频散条件最短波长达到6个网格以上：

其中，Δt，Δx，Δz为时间步长和x,z方向的步长，V_p，V_s为纵、横波速度；

第二步，根据实际高温超导块材资料定义二维模型的大小，定义参数并初始化；

第三步，读取高温超导块材感应磁场数据模型参数和给定子波，设置的检测点位置，计算边界区域纵波速度、横波速度、密度，及衰减系数；边界区域的纵波速度、横波速度、密度与离它最近的内部区域网格纵波速度、横波速度、密度相等，内部区域的衰减系数为0，边界区域的衰减系数根据下式计算：

d(x)＝(3Vmax/2PML)*log₁₀(1/R)*(x/PML)*(x/PML)

d(z)＝(3Vmax/2PML)*log₁₀(1/R)*(z/PML)*(z/PML)；

其中V_max为最大纵波速度，PML为匹配层宽度，x为横向距离，z为纵向距离，R为理想的边界反射系数，R取为0.000001，d(x)、d(z)不等于零时表示衰减，当d(x)、d(z)等于零时表示不衰减；

第四步，设置应力变量、速度变量的初始值为0；

第五步，根据设置的检测点位置，对相应网格点处对应力或速度给相应时间点的子波值；

第六步，根据下式计算内部区域应力分量；其中弹性参数λ、μ根据纵波速度、横波速度、密度算出：

第七步，根据下面三个公式计算边界区域应力分量；其中弹性参数λ、μ根据纵波速度、横波速度、密度算出，d(x)、d(z)由公式

d(x)＝(3Vmax/2PML)*log₁₀(1/R)*(x/PML)*(x/PML)

d(z)＝(3Vmax/2PML)*log₁₀(1/R)*(z/PML)*(z/PML)算出：

第八步，根据下式计算内部区域速度分量；

第九步，根据下式计算边界区域速度分量；

第十步，更新应力分量和速度分量，进行下一次时间循环重复第五步-第十步直到最大时间为止，输出相应测试点位置的叠前正演记录。

进一步，所述步骤四具体包括：

第一步，读取高温超导块材感应磁场数据模型参数，将高温超导块材感应磁场数据模型第一层网格处的纵波速度、横波速度、密度设置为整个高温超导块材感应磁场数据模型纵波速度、横波速度、密度，计算边界区域纵波速度、横波速度、密度，衰减系数，计算方法为读取高温超导块材感应磁场数据模型参数和给定子波，设置的检测点位置，计算边界区域纵波速度、横波速度、密度，及衰减系数；边界区域的纵波速度、横波速度、密度与离它最近的内部区域网格纵波速度、横波速度、密度相等，内部区域的衰减系数为0，边界区域的衰减系数根据下式计算：

d(x)＝(3Vmax/2PML)*log₁₀(1/R)*(x/PML)*(x/PML)

d(z)＝(3Vmax/2PML)*log₁₀(1/R)*(z/PML)*(z/PML)；

其中V_max为最大纵波速度，PML为匹配层宽度，x为横向距离，z为纵向距离，R为理想的边界反射系数，R取为0.000001，d(x)、d(z)不等于零时表示衰减，当d(x)、d(z)等于零时表示不衰减；

第二步，设置应力变量、速度变量的初始值为0；

第三步，根据设置的检测点位置，对相应网格点处对应力或速度给相应时间点的子波值；

第四步，计算内部区域应力分量，根据下式计算内部区域应力分量；其中弹性参数λ、μ根据纵波速度、横波速度、密度算出：

第五步，计算边界区域应力分量，根据下面三个公式计算边界区域应力分量；其中弹性参数λ、μ根据纵波速度、横波速度、密度算出，d(x)、d(z)由公

d(x)＝(3Vmax/2PML)*log₁₀(1/R)*(x/PML)*(x/PML)

式d(z)＝(3Vmax/2PML)*log₁₀(1/R)*(z/PML)*(z/PML)算出：

第六步，计算内部区域速度分量，根据下式计算内部区域速度分量；

第七步，计算边界区域速度分量，根据下式计算边界区域速度分量；

第八步，更新应力分量和速度分量，进行下一次时间循环重复第五步-第十步直到最大时间为止，输出相应检测点位置的叠前正演记录。

进一步，所述磁场传感器包括：

直达波计算模块，用于以二维高温超导块材感应磁场数据和高温超导块材感应磁场数据模型为对象，输入二维高温超导块材感应磁场数据，采用交错网格有限差分的计算方法，计算并去除二维高温超导块材感应磁场数据的直达波；

二维正演记录计算模块，用于根据高温超导块材感应磁场数据模型采用交错网格有限差分的计算方法计算二维正演记录；

二维直达波记录模块，用于读取高温超导块材感应磁场数据模型，将高温超导块材感应磁场数据模型的参数，采用交错网格有限差分的计算方法计算二维直达波记录，用二维正演记录减去二维直达波记录得到最终的去除直达波的记录；

读取单元，用于分别读取所生成的叠前正演记录；

计算单元，用生成的叠前正演记录减去所生成的叠前正演记录即为去除直达波以后的记录。

所述壳体底端栓接有杜瓦瓶，所述杜瓦瓶通过液氮输送软管与杜瓦卡槽连接。

本发明的另一目的在于提供一种高温超导块材捕获磁场测试装置的测试方法，包括以下步骤：

1)测量磁场源的磁场

控制电机在导轨上水平移动，驱动磁场传感器测量磁场源的磁场强度及分布状态，产生并记录磁场源的测试文件；

2)安装超导块材并进行降温

将高温超导块材卡接在杜瓦卡槽内，打开杜瓦瓶的阀门，通过液氮输送软管向杜瓦卡槽输送液氮，对超导块材进行降温；

3)捕获磁通

控制电动缸使丝杠伸长，使超导块材接近磁铁，捕获磁通，控制丝杠收回，使超导块材远离磁铁；

4)测试捕获磁场

移走磁铁，启动测试软件，控制电机在导轨上水平移动，驱动磁场传感器对超导块材的捕获磁场进行三维扫描测试，产生并记录测试文件，包括数据表和捕获磁场三维分布图形文件。

本发明的优点及积极效果为：

本发明能测试高温超导块材在单体磁场源作用下产生的捕获磁场强度及磁场分布图。超导块材捕获磁场后，实际上就是一个超导永磁体，可通过测试得到的捕获磁场分布图直观地分析超导磁体的磁场结构及其分布；可通过测试得到的捕获磁场分布图直观地分析超导磁体的磁场结构及其分布；对磁场源的组合设计提供理论依据；

本发明磁场传感器的去除直达波的方法，采用交错网格有限差分正演方法去除直达波，包含了交错网格有限差分正演方法方法，也包含了模型的建立，在计算过程中两次采用高阶交错网格有限差分正演方法分别得到了正演记录和直达波记录，具有较高的精度；

本发明的核心计算公式是一阶速度-应力弹性波方程，计算效率高；采用高阶交错网格有限差分求解一阶速度-应力弹性波方程，计算精度高；采用两次采用交错网格有限差分正演方法分别得到了正演记录和直达波记录，计算精度、效率高。本发明针对二维正演记录或野外高温超导块材资料进行处理采用波动方程正演去除直达波，能够有效、干净地去除反射记录中的直达波，消除直达波对有效反射信号干扰，并且不损失有效反射信号；可以应用在逆时偏移、全波形反演去除直达波中。进行计算流程的优化组合，同时考计算效率和计算精度。与现有技术相比具有以下优势：

采用基于波动方程正演去除直达波的方法，不需过多的人工干预，几乎不会损失有效信号，不会产生额外的假象，参数容易确定。

采用基于波动方程正演去除直达波的方法，原理、过程简单，易实现，能够有效、干净地去除反射记录中的直达波，消除直达波对有效反射信号干扰，并且几乎不损失有效反射信号，提高计算的效率和精度。

本发明采用波动方程正演去除直达波，能够有效、干净地去除反射记录中的直达波，消除直达波对有效反射信号干扰，并且不损失有效反射信号；可以应用在逆时偏移去除直达波中。

附图说明

图1是本发明实施例提供的高温超导块材捕获磁场测试装置结构示意图；

图中：1、外壳；2、导轨；3、电机；4、磁场传感器；5、固定座；6、磁铁；7、电动缸；8、丝杠；9、杜瓦卡槽；10、超导块材；11、杜瓦瓶；12、液氮输送软管

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例提供的高温超导块材捕获磁场测试装置，包括外壳1，导轨2，电机3，磁场传感器4，固定座5，磁铁6，电动缸7，丝杠8，杜瓦卡槽9，超导块材10，杜瓦瓶11，液氮输送软管12。

壳体1内部顶端栓接有导轨2；

导轨2上卡接有可水平移动的电机3；

电机3嵌装有用于感应磁场磁场传感器4；

壳体1内部左侧栓接有固定座5，固定座5上镶嵌有磁铁6；

壳体1右侧栓接有电动缸7，电动缸7的丝杠8左端焊接有杜瓦卡槽9，杜瓦卡槽9卡接有超导块材10；

壳体1底端栓接有杜瓦瓶11，杜瓦瓶11通过液氮输送软管12与杜瓦卡槽9连接。

所述磁场传感器用波动方程正演去除直达波，去除高温超导块材反射记录中的直达波，消除直达波对有效反射信号干扰，包括：

输入二维高温超导块材感应磁场数据，采用交错网格有限差分的计算方法，计算并去除二维高温超导块材感应磁场数据的直达波；

采用交错网格有限差分的计算方法计算二维正演记录；

读取高温超导块材感应磁场数据，采用交错网格有限差分的计算方法计算二维直达波记录；

用二维正演记录减去二维直达波记录得到最终的去除直达波的记录。

进一步，磁场传感器用波动方程正演去除直达波，去除高温超导块材反射记录中的直达波，消除直达波对有效反射信号干扰，具体包括以下步骤：

步骤一，剔除异常数据得到高温超导块材感应磁场数据的纵波速度V_p、横波速度V_s、密度参数DEN；

步骤二，利用已得到的纵波速度V_p、横波速度V_s、密度DEN建立高温超导块材感应磁场数据模型，并保存数据；

步骤三，读取高温超导块材感应磁场数据模型的数据，进行叠前交错网格正演并保存正演记录；

步骤四，根据上述建立的模型，把第一层网格点处的纵波速度V_p、横波速度V_s、密度DEN作为整个模型的V_p、V_s、DEN，然后进行叠前交错网格正演生成直达波记录并保存正演记录；

步骤五，读取步骤三和步骤四的记录，并用步骤三的记录数据减去步骤四的数据，得到去除直达波的记录；

所述步骤三具体包括：

第一步，根据稳定条件下、频散条件结合原始高温超导块材资料设置网格空间步长、时间步长，频散条件最短波长达到6个网格以上：

其中，Δt，Δx，Δz为时间步长和x,z方向的步长，V_p，V_s为纵、横波速度；

第二步，根据实际高温超导块材资料定义二维模型的大小，定义参数并初始化；

第三步，读取高温超导块材感应磁场数据模型参数和给定子波，设置的检测点位置，计算边界区域纵波速度、横波速度、密度，及衰减系数；边界区域的纵波速度、横波速度、密度与离它最近的内部区域网格纵波速度、横波速度、密度相等，内部区域的衰减系数为0，边界区域的衰减系数根据下式计算：

d(x)＝(3Vmax/2PML)*log₁₀(1/R)*(x/PML)*(x/PML)

d(z)＝(3Vmax/2PML)*log₁₀(1/R)*(z/PML)*(z/PML)；

其中V_max为最大纵波速度，PML为匹配层宽度，x为横向距离，z为纵向距离，R为理想的边界反射系数，R取为0.000001，d(x)、d(z)不等于零时表示衰减，当d(x)、d(z)等于零时表示不衰减；

第四步，设置应力变量、速度变量的初始值为0；

第五步，根据设置的检测点位置，对相应网格点处对应力或速度给相应时间点的子波值；

第六步，根据下式计算内部区域应力分量；其中弹性参数λ、μ根据纵波速度、横波速度、密度算出：

第七步，根据下面三个公式计算边界区域应力分量；其中弹性参数λ、μ根据纵波速度、横波速度、密度算出，d(x)、d(z)由公式

d(x)＝(3Vmax/2PML)*log₁₀(1/R)*(x/PML)*(x/PML)

d(z)＝(3Vmax/2PML)*log₁₀(1/R)*(z/PML)*(z/PML)算出：

第八步，根据下式计算内部区域速度分量；

第九步，根据下式计算边界区域速度分量；

第十步，更新应力分量和速度分量，进行下一次时间循环重复第五步-第十步直到最大时间为止，输出相应测试点位置的叠前正演记录。

所述步骤四具体包括：

第一步，读取高温超导块材感应磁场数据模型参数，将高温超导块材感应磁场数据模型第一层网格处的纵波速度、横波速度、密度设置为整个高温超导块材感应磁场数据模型纵波速度、横波速度、密度，计算边界区域纵波速度、横波速度、密度，衰减系数，计算方法为读取高温超导块材感应磁场数据模型参数和给定子波，设置的检测点位置，计算边界区域纵波速度、横波速度、密度，及衰减系数；边界区域的纵波速度、横波速度、密度与离它最近的内部区域网格纵波速度、横波速度、密度相等，内部区域的衰减系数为0，边界区域的衰减系数根据下式计算：

d(x)＝(3Vmax/2PML)*log₁₀(1/R)*(x/PML)*(x/PML)

d(z)＝(3Vmax/2PML)*log₁₀(1/R)*(z/PML)*(z/PML)；

其中V_max为最大纵波速度，PML为匹配层宽度，x为横向距离，z为纵向距离，R为理想的边界反射系数，R取为0.000001，d(x)、d(z)不等于零时表示衰减，当d(x)、d(z)等于零时表示不衰减；

第二步，设置应力变量、速度变量的初始值为0；

第三步，根据设置的检测点位置，对相应网格点处对应力或速度给相应时间点的子波值；

第四步，计算内部区域应力分量，根据下式计算内部区域应力分量；其中弹性参数λ、μ根据纵波速度、横波速度、密度算出：

第五步，计算边界区域应力分量，根据下面三个公式计算边界区域应力分量；其中弹性参数λ、μ根据纵波速度、横波速度、密度算出，d(x)、d(z)由公

d(x)＝(3Vmax/2PML)*log₁₀(1/R)*(x/PML)*(x/PML)

式d(z)＝(3Vmax/2PML)*log₁₀(1/R)*(z/PML)*(z/PML)算出：

第六步，计算内部区域速度分量，根据下式计算内部区域速度分量；

第七步，计算边界区域速度分量，根据下式计算边界区域速度分量；

第八步，更新应力分量和速度分量，进行下一次时间循环重复第五步-第十步直到最大时间为止，输出相应检测点位置的叠前正演记录。

所述磁场传感器包括：

直达波计算模块，用于以二维高温超导块材感应磁场数据和高温超导块材感应磁场数据模型为对象，输入二维高温超导块材感应磁场数据，采用交错网格有限差分的计算方法，计算并去除二维高温超导块材感应磁场数据的直达波；

二维正演记录计算模块，用于根据高温超导块材感应磁场数据模型采用交错网格有限差分的计算方法计算二维正演记录；

二维直达波记录模块，用于读取高温超导块材感应磁场数据模型，将高温超导块材感应磁场数据模型的参数，采用交错网格有限差分的计算方法计算二维直达波记录，用二维正演记录减去二维直达波记录得到最终的去除直达波的记录；

读取单元，用于分别读取所生成的叠前正演记录；

计算单元，用生成的叠前正演记录减去所生成的叠前正演记录即为去除直达波以后的记录。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

本发明实施例提供的高温超导块材捕获磁场测试装置的测试方法，包括以下步骤：

1)测量磁场源的磁场

控制电机1在导轨2上水平移动，驱动磁场传感器4测量磁场源的磁场强度及分布状态，产生并记录磁场源的测试文件；

2)安装超导块材并进行降温

将高温超导块材10卡接在杜瓦卡槽9内，打开杜瓦瓶11的阀门，通过液氮输送软管12向杜瓦卡槽9输送液氮，对超导块材10进行降温；

3)捕获磁通

控制电动缸7使丝杠8伸长，使超导块材10接近磁铁6，捕获磁通，控制丝杠8收回，使超导块材10远离磁铁6；

4)测试捕获磁场

移走磁铁6，启动测试软件，控制电机3在导轨2上水平移动，驱动磁场传感器4对超导块材10的捕获磁场进行三维扫描测试，产生并记录测试文件，包括数据表和捕获磁场三维分布图形文件。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高温超导块材捕获磁场测试装置，其特征在于，所述高温超导块材捕获磁场测试装置壳体内部顶端栓接有导轨；

所述导轨上卡接有可水平移动的电机；

所述电机嵌装有用于感应磁场的磁场传感器；

所述壳体内部左侧栓接有固定座，固定座上镶嵌有磁铁；

所述壳体右侧栓接有电动缸，所述电动缸的丝杠左端焊接有杜瓦卡槽，所述杜瓦卡槽卡接有超导块材；

所述壳体底端栓接有杜瓦瓶，所述杜瓦瓶通过液氮输送软管与杜瓦卡槽连接；

所述磁场传感器用波动方程正演去除直达波，去除高温超导块材反射记录中的直达波，消除直达波对有效反射信号干扰，包括：

输入二维高温超导块材感应磁场数据，采用交错网格有限差分的计算方法，计算并去除二维高温超导块材感应磁场数据的直达波；

采用交错网格有限差分的计算方法计算二维正演记录；

读取高温超导块材感应磁场数据，采用交错网格有限差分的计算方法计算二维直达波记录；

用二维正演记录减去二维直达波记录得到最终的去除直达波的记录。

2.如权利要求1所述的高温超导块材捕获磁场测试装置，其特征在于，磁场传感器用波动方程正演去除直达波，去除高温超导块材反射记录中的直达波，消除直达波对有效反射信号干扰，具体包括以下步骤：

步骤一，剔除异常数据得到高温超导块材感应磁场数据的纵波速度V_p、横波速度V_s、密度参数DEN；

步骤二，利用已得到的纵波速度V_p、横波速度V_s、密度DEN建立高温超导块材感应磁场数据模型，并保存数据；

步骤三，读取高温超导块材感应磁场数据模型的数据，进行叠前交错网格正演并保存正演记录；

步骤四，根据上述建立的模型，把第一层网格点处的纵波速度V_p、横波速度V_s、密度DEN作为整个模型的V_p、V_s、DEN，然后进行叠前交错网格正演生成直达波记录并保存正演记录；

步骤五，读取步骤三和步骤四的记录，并用步骤三的记录数据减去步骤四的数据，得到去除直达波的记录；

所述步骤三具体包括：

第一步，根据稳定条件下、频散条件结合原始高温超导块材资料设置网格空间步长、时间步长，频散条件最短波长达到6个网格以上：

其中，Δt，Δx，Δz为时间步长和x,z方向的步长，V_p，V_s为纵、横波速度；

第二步，根据实际高温超导块材资料定义二维模型的大小，定义参数并初始化；

第三步，读取高温超导块材感应磁场数据模型参数和给定子波，设置的检测点位置，计算边界区域纵波速度、横波速度、密度，及衰减系数；边界区域的纵波速度、横波速度、密度与离它最近的内部区域网格纵波速度、横波速度、密度相等，内部区域的衰减系数为0，边界区域的衰减系数根据下式计算：

d(x)＝(3Vmax/2PML)*log₁₀(1/R)*(x/PML)*(x/PML)

d(z)＝(3Vmax/2PML)*log₁₀(1/R)*(z/PML)*(z/PML)；

其中V_max为最大纵波速度，PML为匹配层宽度，x为横向距离，z为纵向距离，R为理想的边界反射系数，R取为0.000001，d(x)、d(z)不等于零时表示衰减，当d(x)、d(z)等于零时表示不衰减；

第四步，设置应力变量、速度变量的初始值为0；

第五步，根据设置的检测点位置，对相应网格点处对应力或速度给相应时间点的子波值；

第六步，根据下式计算内部区域应力分量；其中弹性参数λ、μ根据纵波速度、横波速度、密度算出：

第七步，根据下面三个公式计算边界区域应力分量；其中弹性参数λ、μ根据纵波速度、横波速度、密度算出，d(x)、d(z)由公式算出：

第八步，根据下式计算内部区域速度分量；

第九步，根据下式计算边界区域速度分量；

第十步，更新应力分量和速度分量，进行下一次时间循环重复第五步-第十步直到最大时间为止，输出相应测试点位置的叠前正演记录。

3.如权利要求2所述的高温超导块材捕获磁场测试装置，其特征在于，所述步骤四具体包括：

第一步，读取高温超导块材感应磁场数据模型参数，将高温超导块材感应磁场数据模型第一层网格处的纵波速度、横波速度、密度设置为整个高温超导块材感应磁场数据模型纵波速度、横波速度、密度，计算边界区域纵波速度、横波速度、密度，衰减系数，计算方法为读取高温超导块材感应磁场数据模型参数和给定子波，设置的检测点位置，计算边界区域纵波速度、横波速度、密度，及衰减系数；边界区域的纵波速度、横波速度、密度与离它最近的内部区域网格纵波速度、横波速度、密度相等，内部区域的衰减系数为0，边界区域的衰减系数根据下式计算：

d(x)＝(3Vmax/2PML)*log₁₀(1/R)*(x/PML)*(x/PML)

d(z)＝(3Vmax/2PML)*log₁₀(1/R)*(z/PML)*(z/PML)；

其中V_max为最大纵波速度，PML为匹配层宽度，x为横向距离，z为纵向距离，R为理想的边界反射系数，R取为0.000001，d(x)、d(z)不等于零时表示衰减，当d(x)、d(z)等于零时表示不衰减；

第二步，设置应力变量、速度变量的初始值为0；

第三步，根据设置的检测点位置，对相应网格点处对应力或速度给相应时间点的子波值；

第四步，计算内部区域应力分量，根据下式计算内部区域应力分量；其中弹性参数λ、μ根据纵波速度、横波速度、密度算出：

第五步，计算边界区域应力分量，根据下面三个公式计算边界区域应力分量；其中弹性参数λ、μ根据纵波速度、横波速度、密度算出，d(x)、d(z)由公式

算出：

第六步，计算内部区域速度分量，根据下式计算内部区域速度分量；

第七步，计算边界区域速度分量，根据下式计算边界区域速度分量；

第八步，更新应力分量和速度分量，进行下一次时间循环重复第五步-第十步直到最大时间为止，输出相应检测点位置的叠前正演记录。

4.如权利要求1所述的高温超导块材捕获磁场测试装置，其特征在于，所述磁场传感器包括：

直达波计算模块，用于以二维高温超导块材感应磁场数据和高温超导块材感应磁场数据模型为对象，输入二维高温超导块材感应磁场数据，采用交错网格有限差分的计算方法，计算并去除二维高温超导块材感应磁场数据的直达波；

二维正演记录计算模块，用于根据高温超导块材感应磁场数据模型采用交错网格有限差分的计算方法计算二维正演记录；

二维直达波记录模块，用于读取高温超导块材感应磁场数据模型，将高温超导块材感应磁场数据模型的参数，采用交错网格有限差分的计算方法计算二维直达波记录，用二维正演记录减去二维直达波记录得到最终的去除直达波的记录；

读取单元，用于分别读取所生成的叠前正演记录；

计算单元，用生成的叠前正演记录减去所生成的叠前正演记录即为去除直达波以后的记录。

5.如权利要求1所述的高温超导块材捕获磁场测试装置，其特征在于，所述杜瓦卡槽为带有卡槽的小型杜瓦瓶。

6.一种如权利要求1所述的高温超导块材捕获磁场测试装置的测试方法，其特征在于，所述高温超导块材捕获磁场测试装置的测试方法包括以下步骤：

1)测量磁场源的磁场

控制电机在导轨上水平移动，驱动磁场传感器测量磁场源的磁场强度及分布状态，产生并记录磁场源的测试文件；

2)安装超导块材并进行降温：

将高温超导块材卡接在杜瓦卡槽内，打开杜瓦瓶的阀门，通过液氮输送软管向杜瓦卡槽输送液氮，对超导块材进行降温；

3)捕获磁通：

控制电动缸使丝杠伸长，使超导块材接近磁铁，捕获磁通，控制丝杠收回，使超导块材远离磁铁；

4)测试捕获磁场：

移走磁铁，启动测试软件，控制电机在导轨上水平移动，驱动磁场传感器对超导块材的捕获磁场进行三维扫描测试，产生并记录测试文件，包括数据表和捕获磁场三维分布图形文件。