基于遗传算法的磁聚焦线圈阵列设计与场分布计算

提出了以平面和圆环面聚焦线圈阵列实现磁聚焦的方案.使用经过改进的自适应遗传算法对注入阵列各子线圈电流的大小和相位进行了优化,在目标区域内较好地实现了磁聚焦.通过计算,显示了线圈阵列在优化后的电流组态下产生的磁场在计算区域内的归一化幅值分布和二维等高线图,表明了聚焦线圈阵列可在目标区域产生具有良好聚焦性能的磁场分布,并具有可同时聚焦至多个靶目标的能力.     

基于混合优化算法的磁聚焦线圈阵列设计与优化

构建8个线圈和20个线圈的圆环面线圈阵列模型实现并改善目标区域的电磁场聚焦特性.利用磁场叠加原理,结合改进的粒子群算法设计了自适应混合优化算法,利用该算法与有限元积分分析软件的外部通信接口,对影响磁场分布的线圈阵列可调参数进行优化求解,建立优化的发射线圈模型.结果显示了设计的混合优化算法的良好搜索能力和线圈阵列在优化电流组态下在计算区域内的归一化幅值分布和二维等高线图,表明了经优化的线圈阵列在目标区域内产生了具有良好磁聚焦性能的磁场分布,磁场变化梯度大,其磁场强度与聚焦程度都有了不同程度的改善,且20个子线圈的线圈模型基本上实现了点聚焦,同时具有可聚焦多个目标的能力.     

基于平面线圈阵列传感器的铝板材料裂纹电涡流检测

设计并研制了一种采用平面PCB板工艺制作的线圈阵列式电涡流传感器,包括采用计算公式确定了平面圆形螺旋线圈的相关参数;采用ANSOFT有限元软件进行仿真,分析了试件裂纹缺陷处涡流场的分布状态;以非铁磁性材料铝板作为被测试件,对其上的预制裂纹进行检测,证明了这种平面线圈阵列传感器工作的有效性. 结果表明,这种平面线圈阵列式电涡流传感器能够有效检测铝板上的微小裂纹,且信号幅值等输出信号参数和裂纹的几何参数之间具有较好的相关性.      

多道电刺激信号透皮传输的微线圈阵列

微线圈阵列和匹配电容谐振可以实现植入电刺激器多路信息的并行传输。为提高微线圈阵列接收各通道信息的精确性与可靠性,并减小植入系统的体积,实验中利用印刷电路板(printedcircuit board,PCB)和柔性电路板(flexible printed circuit,FPC),工艺加工微线圈阵列,将其用于2*2阵列的多通道传输装置,并测试2种工艺线圈在理想耦合、空间失配以及不同负载下的耦合效率情况。结果表明空间失配对两种线圈都有影响,但若控制横向失配在3 mm内、角度失配在30度内,并增大负载,目前实验室阶段2种线圈均可实现植入电刺激器信号的透皮传输,各通道输出信号能满足神经电刺激的要求。在系统可靠性方面,FPC线圈更具有优势,且其柔性的特点更适于植入人体。     

Halbach阵列永磁球形电动机转矩的三维有限元分析

为分析Halbach阵列永磁球形电动机复杂边界条件对电机性能的影响,采用有限元法对电机转矩特性进行了研究．建立了Halbach阵列永磁球形电动机三维有限元模型,得到了电机转矩的空间分布,并与解析法得到的结果进行了对比分析．在保证Halbach阵列永磁球形电机体积不变的情况下,分析了电机结构参数对电机性能的影响．对不同磁体结构球形电动机产生的自转转矩和倾斜转矩进行了比较．漏磁、磁场谐波及各自由度之间的电磁耦合对转矩特性的影响可以在有限元法中得到体现,使其与解析法得到的结果有所差别．永磁球形电动机采用Halbach阵列磁体结构后,转矩的输出能力得到了提高．在电机结构参数中,转子磁体厚度、定子线圈高度、内径及外径对电机的输出转矩能力具有较大的影响．结果表明在提高电机转矩输出能力上,电机结构参数存在最优值．     

半空间垂直放置阵列感应测井仪器的刻度和误差校正

在考虑到了线圈系的有限尺寸情况下,详细计算了半空间垂直放置阵列感应测井仪器接收线圈的感应电动势和仪器常数刻度值,讨论了半空间中均质地层电导率对仪器常数刻度值的影响．计算结果表明,背景信号（包括实部和虚部信号）和仪器常数刻度值均随发射线圈高度的增加而单值减小,若发射线圈距地面高度较高,且地层电导率值较小,则地层对仪器常数刻度值的影响可以忽略．论述了在半空间测量垂直放置阵列感应测井仪器线圈系误差的理论和方法,给出了误差校正图版和误差校正公式．将阵列感应测井仪器垂直放置在距地面两个不同的高度处,根据预先确定出的背景信号与信号差之间的关系,可以在无需知道地层电导率的情况下确定出每个单元阵列不同输出曲线的线圈系误差．     

矩形阵列涡流传感器设计与实现

提出一种单激励发射接收式阵列涡流传感器模型。在对该传感器进行原理分析的基础上,通过有限元仿真分析及实验验证了该阵列涡流传感器在扫描铝板表面及下表面裂纹过程中9个检测线圈对裂纹长度进行定量的能力;并且采用聚类分析方法对9个检测线圈按灵敏度进行分类。再通过对各个检测线圈的检测数据进行数据融合,减小误差,提高了该阵列涡流传感器的检测精度。     

基于开孔球面高强度聚焦超声阵列的相控精度设计

研究了超声换能器阵列驱动信号的相位调控精度对阵列聚焦声场的影响.基于开孔球面高强度聚焦超声(HIFU)阵列,提出了一种阵列驱动信号的5位量化精度相控方案,解决了相控HIFU治疗系统中驱动信号相位的非连续性调控问题.仿真结果表明,此种相控方案既使阵列声场保持了高声强的聚焦点,又维持了原有的栅瓣抑制能力,从而为相控HIFU阵列驱动系统的设计提供了可靠依据.     

脉冲涡流阵列探头与铝合金缺陷定量检测

针对航空铝合金试件体积较大的问题,建立了阵列式脉冲涡流探头有限元仿真模型,根据脉冲涡流趋肤效应及能量分布原理,设计了MAX038仿真模型产生激励信号并加载于阵列线圈上,通过优化线圈参数实现了试件缺陷的定量检测.结果表明,仿真模型激励信号加载于线圈上生成的磁场分布,与模拟激励相似但更接近实际情况.优化后的线圈提高了缺陷识...     

权电容DAC状态转换速度估计方法

为提高权电容阵列DAC的性能,本文通过建立权电容阵列DAC的理想模型和状态转换模型,求解出零状态输出和非零状态输出,证明了权电容阵列DAC输出仅包含系统的零状态响应,而与前次输入无关.根据权电容阵列DAC的频率响应特性和时域响应函数,得到一种电容阵列DAC转换速度的估计方法,并建立了支路时间常数与转换开关导通电阻之间的限制关系.通过仿真分析验证了权电容阵列DAC转换速度的估计方法,为权电容阵列DAC的设计和应用提供了理论依据.     

一种排斥式磁悬浮平台的磁场设计方法

本文提出了一种排斥式磁悬浮平台的磁场设计方法。本方法选用电磁永磁混合单体,通过优化设计的排列组合方式形成产生排斥力的基底磁阵。由仿真结果可以看到均匀且成周期性的磁场分布。     

Digitalization decoupling method and its application to the phased array in MRI

A general network decoupling method for phased array radio frequency coil used in magnetic resonance imaging is developed. A more flexible digital approach further simplifies the method, which has an even higher signal-to-noise ratio. The performance of the digitalized decoupling method was confirmed by the calculated result by using a high frequency structure simulation software with the method of finite element for a tree-port phased array RF coil. The consistence was well established between the theoretical and simulated results.     

有限元模拟在外斯型电磁铁设计中的应用

设计了一个外斯型电磁铁,采用有限元方法对其磁场强度进行了三维模拟。推导了极头的设计方法,并计算了不同气隙间距和不同线圈电流条件下的磁场分布。结果表明,采用有限元模拟后的磁场比用简单磁路方法计算的结果更加准确。     

磁性液体的场致透光特性

研究了磁性液体在平行于激光照射方向具有不同梯度的外磁场作用下,其光透射率随时间的变化情况,并从理论上定性分析导致出现这种现象的内在因素,以及磁性微粒在外加梯度磁场的作用下在磁性液体内部的微观运动情况.     

地闪雷电流间接测量技术

针对在高塔上设置分流器或套线圈直接测量雷电流存在的困难,提出了地闪雷电流间接测量技术,并专门研制了单匝正交环天线,用以对地闪LEMP水平磁场及雷电流的方位进行测量,同时采用声光差定位系统获取测点与闪电通道的距离,再根据电流与其产生的磁场的关系进行反演计算,从而在实现对雷击点定向的同时,完成对雷电流的间接测量。利用该项技术,从测得的20组磁场数据中选用2组,根据同步获得的测点与雷击点间的距离,得出了2个雷电流波形,依据这2个电流波形,采用时域有限差分法计算得出的测点处磁场波形与实际测得的波形均具有良好的一致性。     

磁场计算中的等效磁荷法

本文从单个磁偶极矩产生的磁场,引出等效体磁荷密度和面磁荷密度的概念,进而分析了应用这些磁荷模拟磁质磁化场、永磁体磁场和载流线圈磁场的可能性,从而为电磁场的数值计算提供了数学模型。     

亥姆霍兹线圈磁场均匀性的研究

为了探究亥姆霍兹线圈空间磁场均匀区域的大小、形状及范围,利用FD-HM-I型亥姆霍兹磁场测定仪及其所配备的高灵敏度毫特斯拉计传感器探头,探测了亥姆霍兹线圈轴截面上有限元磁场的大小,以两线圈中心连线的中点为坐标原点,建立坐标系,根据线圈的对称性,得到了亥姆霍兹线圈空间磁场均匀区域的大小、形状及范围.由于毫特斯拉计传感器探头的体积小、分辨率高,因此,该传感器适用于物理实验中弱磁场的测量,用它探测磁场准确度较高,误差较小。     

涡流相控阵磁场的分析

涡流相控阵技术的核心问题是由探头阵在空间激励一个圆形旋转磁场.但由于该探头阵磁场边界条件十分复杂,很难用解二阶偏微分Maxwell方程组的方法求出.本文从工程实际出发,在作一定假设条件下,分析了涡流相控阵磁场,以证实该旋转磁场的存在,并探讨影响该旋转磁场的诸因素,通过实验证实理论分析是正确的。     

磁场处理对酿酒酵母微观结构及细胞膜流动性的影响及作用机理.

摘要：以磁场为外加物理场,采用恒定磁场及循环磁处理方式对酿酒酵母进行磁处理,研究酿酒酵母微观结构及细胞膜流动性的变化。通过透射电子显微镜,观察不同磁感应强度恒定磁场处理后酿酒酵母的微观结构,发现恒定磁场可以促进酵母细胞的生长,群体中以具有中央大液泡为特征的成熟细胞所占比率增大,同时线粒体呈现适应性膨大、增生。以原子力显微镜观察循环磁处理下酵母细胞的三维结构,发现细胞壁表面出现皱缩、穿孔,胞质外流,证实循环磁处理具有脉冲磁场的特征,可产生瞬间高能作用于细胞,从而产生致死效果。用荧光偏振法对两种处理方式下细胞的膜脂流动性进行测定,发现不同强度恒定磁场处理后,膜脂各向异性下降,流动性增强,0.05T磁感应强度下各向异性值下降3.57%,而循环磁处理后各向异性值比对照提高了8.46%,膜脂流动减慢,证实细胞膜为磁场作用的一个靶点。