一种多绕组磁场发生器的设计

文章依据亥姆霍兹线圈原理提出了一种多绕组结构的磁场发生器设计方案,利用Maxwell软件对其进行模拟仿真分析,并制作了一套多绕组磁场发生器。通过对比实际测量数值与模拟仿真数值,证明了该设备能产生0～2T的磁场,在中心区域磁感应强度的不均匀性小于3%,得到了预期效果。     

植入式传感器系统中无线电能发射线圈的研究

为提高磁共振式无线电能传输系统的工作效率, 提出研究磁通量接收线圈强度的方法。以发射线圈为研究对象, 通过一种形函数对圆形、 矩形线圈进行仿真计算和深入研究。在实际效果区别较大的线圈形状中, 找出最优的线圈设计方法, 使其可在植入式传感器领域更好地应用。研究结果表明, 选取矩形发射线圈可同时在4个内角为4个接收装置供能, 从而大大提高传输效率。     

电磁流量计励磁线圈优化

从励磁线圈作用场的权重函数出发,按照磁通密度沿中轴线分布的均匀度、沿测量管轴方向分布的均匀度和整个空间分布的均匀度3个指标,确定最佳的励磁线圈形状。在用料以及励磁条件相同的情况下,对不同形状励磁线圈产生的感应电动势与被测液体的流速以及管道中液面高度的关系进行仿真分析。研究结果表明:圆形贴管壁的线圈励磁磁场均匀度最佳。实际应用中,要根据被测液体在管道中液面高度的状态选择最佳的励磁线圈形状。     

管道磁聚焦瞬变电磁技术设计与实现

为克服瞬变电磁法检测埋地管道时局部腐蚀分辨率低、抗干扰能力差的缺点,利用磁信号聚焦技术对其进行改进。首先,给出矩形载流线圈磁场空间分布的计算公式;并利用改进的遗传算法对线圈阵列进行了设计。根据实际检测需求,设计了一种由三线圈组成的阵列。仿真结果表明阵列60%以上能量聚集于半径0.5 m的圆形区域内。阵列激励磁场测量结果表明,其聚集斑半径小于0.7 m,与传统瞬变电磁检测仪相比极大提高了管道局部腐蚀分辨率。     

真空灭弧室真空度免拆卸测量中磁场线圈设计

介绍了利用Π型线圈实现真空灭弧室真空度免拆卸测量的方法,并提出了相应的磁场设计规范．在此基础上,考虑磁场的大小和分布的均匀性,利用正交设计方法优化了线圈结构,获得了可满足测量要求的磁场位形．与空心圆柱线圈的测量结果对比表明,Π型线圈测得的离子电流略小,但总体来说,相差不大,可以满足实际使用要求．     

电磁成形线圈电感计算

采用解析法和有限元方法对电磁成形线圈电感进行计算并测量.研究结果表明,解析法和2D有限元法计算线圈电感与实测值误差较大,且只能计算少量的轴对称线圈的电感,具有较大的局限性.而基于增强型能量增量法原理的3D有限元法求解电感精度较高,可以较好地计算实际结构线圈的电感,对于异形线圈电感也可以方便建模求解,为线圈的设计奠定了基础.     

提高油管漏磁检测设备性能的新方法

根据实际的漏磁检测设备相关参数,建立有限元仿真模型,确定了励磁线圈的形状和工作参数,获得最佳的信噪比。提出了在励磁线圈外面增加辅助磁路的措施来消除检测时的端部效应。通过在Hall探头两侧表面加装导磁块的方法,提高了探头对缺陷漏磁信号的轴向分量的检测能力。仿真数据同实验结果基本吻合,研究成果已经用在钢管漏磁检测设备的开发生产中。      

真空接触器电磁机构仿真模型的构建

为解决故障数据获取困难的问题,采用脉冲宽度调制技术控制线圈电压,建立由运动的衔铁、静止的铁芯、线圈和基座组成的真空接触器U形直动式电磁机构模型。Maxwell动静态仿真得出线圈电流曲线、衔铁位移曲线、衔铁速度曲线、电磁吸力曲线、线圈电感曲线和静态磁感应强度图,并与实测结果进行对比发现,仿真与实测曲线特征值的误差在4%以内,表明仿真模型具有较高的精度,有一定工程应用价值。     

微波共振探针优化

为提高微波共振探针测量气体放电等离子体参数的灵敏度,采用COMSOL软件仿真并比较近场场强与辐射的方法,优化了共振探针的几何结构以及探针与耦合线圈的最佳耦合位置。通过仿真模拟可知:具有臂长长和臂间距小的探针的品质因子相对较大;当耦合线圈与探针的摆放位置越近时,耦合效率高,但耦合线圈和探针的辐射也随之增强。提出屏蔽耦合线圈辐射的方法来获得更大的品质因子,仿真模拟和试验测量均表明上述方法具有可行性。     

一种高性能电磁超声传感器线圈背板及其优化设计

为提高电磁超声传感器换能效率,对电磁超声横波传感器的线圈背板进行了优化设计。首先通过实验方法研究了线圈背板厚度对超声信号的影响,然后通过有限元仿真软件对采用羰基铁粉作为线圈背板时的磁场分布进行了仿真,最后通过实验比较了线圈背板优化前后横波传感器的信噪比和提离距离。结果表明:电磁超声横波传感器中线圈背板的最佳厚度为1.5~2.0 mm;采用长度和宽度尺寸与线圈工作区域相同的羰基铁粉作为线圈背板能显著增加传感器工作区域的磁场强度;与采用非导磁性材料作为线圈背板相比,采用优化后的羰基铁粉背板可使传感器的信噪比增加约1倍,提离距离增加约1 mm。