高梯度磁分离的特征及应用

系统地研究了高梯度磁分离过程的分离特征。随着磁场强度的增大,磁分离效率提高;在相同的磁场强度下,磁性强样不同的粒子分离效率具有显著的差异,弱磁性的粒子要在很强的磁场下才能得到分离;对于同种特质,颗粒大的粒子比颗粒小的粒子更易分离,含有铁、铜等金属氧化物的废水可通过高梯度磁分离器直接过滤进行处理,而通过加入“磁性种子”进行强化,高梯度磁分离技术可以有效地处理有机工业废水。     

高梯度磁分离的特性及应用

系统地研究了高梯度磁分离过程的分离特性. 随着磁场强度的增大, 磁分离效率提高;在相同的磁场强度下,磁性强弱不同的粒子分离效率具有显著的差异,弱磁性的粒子要在很强的磁场下才能得到分离;对于同种物质,颗粒大的粒子比颗粒小的粒子更易分离. 含有铁、铜等金属氧化物的废水可通过高梯度磁分离器直接过滤进行处理,而通过加入"磁性种子"进行强化, 高梯度磁分离技术可以有效地处理有机工业废水.     

高梯度磁分离器分离效率的研究

系统地研究了高梯度磁分离器的分离效果在整个分离过程中的变化特征、规律以及磁分离效率与处理周期、处理能力之间的关系。结果表明,随着分离过程的进行或处理量增大,分离效率逐渐降低,一个磁分离器的生产能力和运行周期主要由所要求的分离指标来确定,但同时受到操作条件的影响;通过研究磁分离器中颗粒的捕集行为,得出颗粒在过滤芯磁 锈钢丝绒上的吸附为“多层吸附”。     

磁场对液态物质分子的作用机制

分析了磁场对运动电偶极子、磁偶极矩以及各向异性的抗磁分子的排列取向作用。探讨了磁处理过程中,液态物质在管道中的分层流动使得磁场对于结构和磁性均为各向异性的抗磁物质分子诱导排列的可能性。用磁场对抗磁性物质分子的取向作用进行解释,磁处理效果与磁场梯度有关。磁场梯度越大,分子运动时磁场变化引起的感应电场对分子中电子产生的作用力越大,从而产生较强的抗磁性及抗磁各向异性,有利于分子的排列取向     

偶极子磁场测量误差对水下载体定位精度影响

将水下地磁异常视为偶极子磁性目标,通过安装在载体上的测量装置测量磁性目标磁场大小与梯度来确定目标与载体间的相对位置.分析了由于磁传感器轴间非正交、增益不一致与零点漂移以及磁传感器安装中心偏差和指向不一致等因素所引起的磁场大小和梯度测量误差,及对水下载体定位精度的影响,并对此进行了数值仿真.结果表明,与磁场梯度相比磁场大小相对误差较小,受误差源的影响较小;相比于安装中心错位和指向偏差,磁传感器的三轴正交性、轴间增益一致性等对磁场梯度测量精度的影响最为明显.水下磁异常定位算法的误差随磁场梯度误差增加而增大,为获得高精度定位必须采用性能优良的磁传感器或对其进行补偿.     

磁场对液态物质分子的作用机制

分析了磁场对运动电偶极子，磁偶极矩以及各向异性的抗磁分子的排列取向作用，探讨了磁处理过程中，液态物质在管道中的分层流动使得磁场对于结构和磁性均为各向异性的抗磁物质分子诱导排列的可能性，用磁场对抗磁性物质分子的取向作用进行解释，磁处理效果与磁场梯度有关，磁场梯度越大，分子运动时磁场变化引起的感应电场对分子中电子产生的作用力越大，从而产生较强的抗磁性及抗磁各向异性，有利于分子的排列取向。     

介质属性对SQUID探测的影响分析

基于高精度的磁梯度张量探测原理和超导量子干涉器(SQUID)的高探测精度,就地下采空区介质属性对区域磁场信号的影响进行了分析研究。通过改变地下采空区的介质属性,利用仿真得到介质不同属性的采空区的区域磁场图,分析了不同介质采空区对周围磁场信号的影响,验证了井工采空区磁法探测的可行性。     

高梯度磁分离器方程解法的研究

本文讨论了高梯度磁分离器分离方程的解析解、初始保持的近似解、稳态解和数值解,对稳态解提出了反向波法予以修正,对数值解法提出了Treanor一四阶Taylor法并与实验结果进行了比较。     

振动高梯度磁选的研究

[本文在采用有限差分法研究单根和多根钢毛周围磁场分布特性的基础上,讨论了高梯度磁分离过程中非磁性颗粒的机械夹杂问题,由此提出一种交流电磁振动技术以强化高梯度磁选中的固-固分离。对黑钨矿-石英混合物及四种实际矿泥的分选试验表明,振动高梯度磁选是处理某些弱磁性矿物细泥的一种有效的方法。     

海底布放磁传感器的磁定位方法的模拟实验研究

对基于磁场分量的定位方法和磁梯度定位方法进行了模拟实验研究.结果表明，磁定位方法为海底布放磁传感器定位是可行的，在测量条件一般的情况下，基于磁场分量的定位方法精度较高.分析了应用磁定位方法为海底磁传感器定位的工程实现条件，为实际中海底布放磁传感器的定位工作提供了一种思路.
     

带电粒子折返点的场强

根据磁场方程和功能原理，导出了磁场梯度效应，并得到磁通不变原理，从而找到，在磁约束装置中，带电粒子折返点处的轴向场强．     

利用Z型载流导线列阵构成的新型磁晶格

提出两种新型的磁表面微囚禁列阵来构成一维和二维的磁晶格，计算了载流导线和偏磁场形成的磁场强度、梯度和曲率分布．研究表明这些磁表面微囚禁列阵微阱中心的磁场存在非零最小值，可以用来作成一维和二维的磁晶格，实现多维BEC列阵，甚至是光子晶体．     

顺磁纳米铁核素靶向治疗系统中外磁场的优化

顺磁纳米铁核素(PNINs)靶向输运系统中磁场是靶向的关键因素,磁场的优化对PNINs的靶向效果有非常重要的作用,本文结合PNINs的受力特点和两种磁场的分布特点总结了PNINs靶向治疗的磁场优化的关键是应兼顾磁场的强度和梯度.     

基于免疫克隆算法的一阶磁梯度张量定位方法

针对梯度张量法在磁定位系统中存在进场误差大的不足,提出了基于免疫克隆算法的一阶磁梯度张量定位方法。首先,利用十字形传感器模型,推导了一阶磁梯度张量定位原理。然后,根据磁场衰减规律,提出了误差梯度矩阵的计算方法并利用免疫克隆算法进行优化处理。为了验证新算法的有效性,在Matlab中采用了3条不同的路线分别进行一阶梯度张量定位和优化算法定位计算并通过实际定位〖JP3〗实验对新定位算法进行验证。研究发现：基于免疫克隆算法的一阶磁梯度张量定位方法在距离较近时,能够有效提高磁定位系统的精度。     

非磁性矿粒在磁流体中的磁浮力研究

非均匀磁场中磁流体对浸没其中的非磁性矿粒产生磁浮力.从磁浮效应、磁流体力学和电磁学等理论基础出发,构建起非磁性矿粒在磁流体中的受力模型.逐步引导出磁浮力的力学框架,在磁场梯度相反于重力方向时,非磁性矿粒将受到垂直向上的磁浮力作用.探究了影响磁浮力作用效果的重要因素.     

滑坡深层位移磁定位测量方法研究

为解决滑坡深部监测孔因滑坡深部滑移剪断而失效的问题,将永磁体埋置于滑带以下,滑带以上安装磁传感器测量滑体相对位移.为了消除地磁以及环境磁场的影响,该磁定位方法以差分方式测量目标磁极周围磁场梯度并解算磁极空间位置.假设目标磁极为磁偶极子,推导了磁场梯度与空间位置的关系式.室内试验模拟了监测孔中磁极和磁传感器的空间关系,通过移动磁极模拟滑坡移动.试验数据表明如果监测孔中磁极与磁传感器距离为1.5m,磁极垂直于钻孔移动,在0～1.0m位移范围内分辨精度小于±2mm,在1.0～1.5m范围内分辨精度小于±5mm.从而解决了常用钻孔倾斜仪监测时当变形较大时不能监测的难题.     

关于磁重联区三维磁零点的卫星观测研究

磁重联是等离子体中磁场能量快速转换为粒子动能和热能的主要途径,是空间物理和等离子体物理中的重要现象.磁重联过程发生在磁场的拓扑分形面上;这种分形面一般是由磁零点附近磁场梯度张量的本征矢量确定的.磁零点的三维特性要求至少空间4点的同时测量.Cluster计划提供了迄今为止唯一的卫星测量手段.基于Poincare指数方法分析Cluster卫星在地球磁尾的探测数据,(1) 找到了磁重联过程中存在4种磁零点的证据;(2) 发现磁零点周围磁场的空间特征尺度大约为离子惯性长度,从而首次揭示霍尔效应可能在三维磁重联中起重要作用;(3) 在重联区找到匹配的磁零点对,并计算出零点连线的长度,确定了所产生的磁场的拓扑分形面;(4) 发现在零点连线附近存在低杂波频率的电磁振荡,这为磁重联过程中可能的电子加速、加热机制提供了观测基础.     

带电粒子在喇叭形磁场中的运动分析

将带电粒子在非均匀磁场中的运动看成是在均匀磁场中的回旋。进而描述磁场的非均匀性,具体的分析了仅有散度项、曲率项、梯度项不等于零的磁场。介绍一种常见的喇叭形非均匀磁场,讨论了带电粒子在喇叭形磁场中的螺旋轨道半径、纵向速度分量以及运动的角度与磁场的关系和磁约束原理。目的是加深带电粒子在非均匀磁场中运动的理解。     

磁力计3轴不共点对水下磁定位精度的影响

水下磁异常定位新算法是将水下地磁异常等效为一个偶极子磁性目标,由测得的目标磁场大小及梯度确定水下载体相对于目标的位置,再运用同时定位与构图算法实现载体定位的方法.根据10磁力计测量目标磁场大小及梯度的计算公式,分析了水下磁定位异常算法中目标磁场大小、梯度及载体定位等固有误差,理论分析与数值仿真给出了其与测量基线长LX间的关系,分析和仿真结果均表明此固有误差与LX的平方成正比,当LX趋于零时可忽略.σ1及σ2是描述实际磁力计3个轴线不共点的参数,给出了10磁力计的2种放置方式,理论分析和数值仿真了目标磁场大小、梯度及载体定位误差与σ1和σ2的关系,分析和仿真结果均表明在第2种放置方式下误差比较小,与固有误差相当,载体定位精确;而在第1种放置方式下,误差较大.因此,在水下磁异常定位中应选用10磁力计的第2种放置方式.     

基于采空区深度变化磁梯度测量磁场信息的仿真

利用超导量子干涉磁力仪,针对矿山采空区磁法探测。根据基本的磁场环境建立数学模型并进行仿真计算,预测在发现采空区上磁梯度测量相对于总磁场强度和分量测量具有探测深度上的优势。总结了以采空区的深度作为变量进行仿真计算的过程,验证了梯度测量的计算结果在1 000 m的深度拥有更好的辨识度,能够反映磁异常信息作为实际探测的应用。