原子核磁共振显微检测芯片的磁路设计

基于磁路设计理论首先设计了一种适用于原子核磁共振显微检测芯片的永磁磁路;然后根据磁路磁通折射定理和基尔霍夫第一定律对设计的磁路模型进行理论分析,提出了单一匀场环磁路性能优化方法;最后利用有限元方法分别计算了优化前的磁路、单一匀场环优化后磁路和传统的双匀场环优化后磁路.计算结果表明:相比优化前和采用传统的双匀场环优化后的...     

应用于单边核磁共振仪器磁体结构的Halbach磁体仿真分析

利用直线型Halbach磁体结构作为单边核磁共振仪器的主磁体,用于产生单边主磁场B0。通过对Halbach结构的永磁体与普通排列永磁体磁场仿真对比,证明其产生更加均匀磁场,强磁场一侧能达到普通阵列磁场场强的2~(1/2)倍,由此确定了方案的可行性。选用九块完全相同体积为(2×2×8)cm~3,Br=1.28 T的汝铁硼磁块进行Halbach阵列,对主磁体进行建模,通过COMSOL Multiphysics仿真。在磁体外侧圈定了(10×10×10)mm~3范围的均匀磁场区域,垂直方向呈恒定梯度场,梯度值8 T/m,该区域适合作为产生核磁共振的主磁场B0。     

页岩、砂岩岩心核磁共振实验结果对回波间隔的敏感性差异

回波间隔(TE)参数的选取对核磁共振岩心分析实验结果影响很大,为确定TE值对不同岩样的核磁共振结果的影响程度,系统研究了页岩、砂岩岩心核磁共振岩心实验对TE值的敏感性。对相同状态下的岩心进行了多组TE值的核磁共振测量,分析了不同岩样核磁实验T2谱的形态、T2谱峰位置和核磁孔隙度与TE值的关系。结果表明,TE对于核磁共振岩心分析结果影响很大,而且对不同岩性岩心的敏感性有很大差异,砂岩岩心对TE值的敏感性较弱,不同TE值的测量结果,其T2谱的变化在形态上有所改变,但其主体位置和核磁孔隙度变化不大;页岩岩心对TE值非常敏感,不同TE值测量时,T2谱不但形态发生了明显的变化,而且其主体位置向右移动,核磁孔隙度也迅速减小。     

新型核磁共振孔隙介质分析仪的研制

研制一种新型低场核磁共振孔隙介质分析仪,通过对不同直径岩样的实际测量,可以快速提供含流体孔隙介质的T2分布,T1分布,T1-T2和D-T2二维分布等重要信息,证实了仪器的合理性,有效性,及便捷性。采用Hal-bach磁体和可变尺寸开槽法拉第屏蔽螺线管天线,方便了样品制备和探测效率。低成本线性功率放大器的输出功率可达250 W,能够满足线圈激励要求,并降低成本。有源场效应管组成的隔离电路工作频率较宽,具有通用性。射频三极管组成的负反馈放大电路作为前置放大电路的第一级保证接收回路的低噪声设计,三极管集电极电流由运放为核心的虚拟电流源,使电路设计简化。DSP和FPGA作为主控电路的运算和逻辑控制单元,使回波信号提取和脉冲序列时序生成更灵活。     

岩心润湿性对核磁共振可动流体T_2截止值的影响

对有代表性的低渗透储层密闭取岩心平行样进行原始润湿和强亲水岩心的T2截止值核磁共振离心实验标定,并将实验结果进行比较,分析2种不同润湿性条件下T2截止值的差异及影响因素。研究表明:强亲水岩心的T2截止值比对应保持原始润湿性岩心的T2截止值普遍偏小,强亲水5块岩心实测T2截止值的分布范围为9.64~13.89 ms,平均值为12.58 ms;保持原始润湿性5块岩心实测T2截止值的分布范围为11.57~20.03 ms,平均值为16.33 ms。由于润湿性的影响,原始润湿岩心饱和水T2谱比对应的强亲水岩心T2谱偏右,T2几何平均值增大。岩心渗透率越大,含油性越好,岩石越亲油,则原始润湿岩心T2谱越偏右,T2几何平均值越大,导致T2截止值增大。岩心渗透率越小,岩石孔喉越细小,由于毛管力作用,原始润湿岩心束缚水饱和度更高,导致对应的T2截止值更大。     

致密储层数字岩心重构及核磁共振响应模拟

基于物理过程法模拟沉积岩的沉积、压实和胶结过程,构建致密岩石的三维数字岩心。利用随机行走法模拟不同成岩过程岩石的核磁共振响应以及不同润湿性岩石孔隙中流体的核磁共振响应。模拟结果表明,岩石胶结成岩后孔隙半径减小导致核磁共振横向弛豫(T_2)分布的峰值向短弛豫方向移动,流体视扩散系数略小于自由扩散系数;致密岩石中随润湿相流体饱和度减小,润湿相T_2分布向短弛豫方向偏移,受限扩散越来越明显。     

永磁磁共振成像系统磁体的梯度匀场方法研究

利用梯度线圈进行永磁磁共振成像系统中主动匀场,采用改变梯度线圈电流的方法改善系统中主磁场的均匀性,提出了简单实用的共振峰半高宽测试法作为匀场判断标准. 实验结果表明:半高宽法是判断匀场效果的基本方法,梯度匀场方法在不改变系统硬件的基础上进行主动匀场,匀场效果可以满足一般成像精确度的要求. 该方法已在研制的0.4T永磁磁共振成像系统主动匀场中取得了较好的效果.     

核磁共振技术的发展及其在化学中的应用

核磁共振是一项尖端技术,介绍了核磁共振波谱仪的结构及其主要部件的技术进展情况,同时讨论了共振谱在化学领域的各种应用。     

核磁共振弛豫信号多指数反演新方法及其应用

提出一种新的基于整体迭代修正的核磁共振(NMR)弛豫信号多指数反演方法, 并对新方法的具体实现过程和应用效果进行了详细讨论. 通过算例, 对新方法和基于奇异值分解的MAP-Ⅱ算法反演结果进行了对比, 分别给出不同布点方式以及不同信噪比下NMR横向和纵向弛豫信号的多指数反演结果. 结果表明, 在16~64点对数均匀布点时, 新方法明显优于MAP-Ⅱ, 特别是在信噪比较低的情况下, 仍然能保证弛豫谱的真实性. 该方法可应用于岩心NMR实验分析以及NMR测井资料解释处理.     

用等效磁网络法与有限元法计算永磁电机参数的比较

应用等效磁网络法与有限元法对永磁同步电动机的参数进行了分析计算,并加以比较．等效磁网络法是一种介于等效磁路法和有限元法之间的分析方法,原理简单,实现方便,计算精度高于等效磁路法,计算时间少于有限元法．磁网络中各单元的划分可以形成规范化,前后处理工作量小,便于对不同磁路结构的永磁同步电动机进行计算．二维有限元法计算精度高,但计算过程复杂繁琐．两种方法各有其特点,在实际计算中,应根据不同情况应用不同的方法．     

电动汽车水冷式永磁同步电机设计与分析

电机驱动系统是电动汽车的动力核心部件。针对某型纯电动运动型多功能汽车(SUV)的水冷式永磁同步驱动电机进行了设计与仿真分析。基于整车参数对匹配电机的设计指标进行了计算和选取,分析了电机的热源与热传递特性,设计出周向螺旋式水冷结构。基于有限元软件Ansoft对电机磁场进行了仿真,结果表明设计的电机能较好地满足车辆驱动要求。     

磁共振成像中磁体的匀场线圈设计与磁场计算

根据静磁场的基本特征及有源匀场的方法，分析了具有柱面形状的两类匀场线圈的结构设计与优化方法，并导出线圈磁场的高精度数值算法．以此设计的匀场线圈成功应用于超低场ＭＲＩ的０．０４Ｔ常导磁体的匀场中．     

内埋式永磁交流发电机低电压调整率的条件分析

采用相量法分析了内埋式永磁交流发电机带纯电阻负载且考虑电枢电阻、电压调整率等于零及负值时所具备的条件,得到了相应的负载变化范围,总结了电压调整率随电机参数变化的规律.采用场路结合方法设计了一台低电压调整率的电机,利用有限元计算了负载场,得到了电枢反应电抗的饱和值和电压调整率.计算和测量结果证明了理论分析的正确性.这为设计额定负载时,其电压调整率低甚至为零的永磁交流发电机提供了依据和有效途径.     

基于磁荷模型的永磁体空间磁场的有限元分析与计算

基于等效磁荷模型对永磁体空间磁场进行分析，并利用泛函理论建立了与该模型对应的交分形式，再利用变分原理详细地讨论了有限元计算方法．由于等效磁荷模型使用仅有一个自由度的标量磁位，因而计算起来比具有3个自由度的矢量磁位的等效电流法更简便．从永磁磁力轴承磁场的算例中可以看出，用等效磁荷模型的有限元法计算永磁体空间磁场是非常简便和有效的。     

四足机器人电驱关节用轴向磁通永磁电机设计

针对现有四足机器人电驱关节用径向磁通永磁电机存在轴向尺寸长、转矩密度低的缺陷,基于电驱关节对电机的性能指标要求,提出了一种采用双定子单转子结构的轴向磁通永磁同步电机电磁设计方案。采用Maxwell软件建立了电机的三维有限元模型,进行了电磁仿真分析。仿真结果表明：轴向磁通永磁电机额定功率为260 W,额定输出转矩为2.53 N·m,电机效率为85.36%;峰值功率为630 W,峰值转矩为7.52 N·m,仿真结果满足电机性能指标要求。对轴向磁通永磁电机与径向磁通永磁电机在相同工况下的转矩进行分析,轴向磁通永磁电机输出转矩高于径向磁通永磁电机。该轴向磁通永磁电机电磁方案为四足机器人电驱关节用电机的高转矩密度、高功率密度设计提供了新的思路。     

定子槽口宽度对同步电机永磁体涡流损耗影响

采用二维时步有限元法,系统地分析变频供电条件下高功率表贴式永磁同步电机定子槽口宽度对电机漏抗、功率因素、绕组电流、气隙磁密等参数的影响,从而确定永磁同步电机（PWM）波供电下槽口宽度对永磁体涡流损耗的影响. 分析表明,定子槽口宽度由6.0 mm变为2.5 mm,电机漏抗增加,由高直流母线电压变频供电引起的电枢纹波电流得到较好抑制,高次谐波电流得到很好过滤,气隙磁密高次谐波幅值减小,永磁体涡流损耗减小可减小近40%. 同时,对两台不同槽口宽度样机进行永磁体温升试验,验证了分析方法和计算结果的正确性.      

永磁直线无刷直流电动机的建模与仿真

从永磁直线无刷直流电动机(LPMBDCM)的基本原理出发,利用MATLAB/SIMULINK中的S Function模块,构造了永磁直线无刷直流电动机的数学模型.利用二维有限元法结合时步法和能量摄动法计算出电机的反电势和电感,合理地考虑了由于LPMBDCM的边端效应造成的磁链和反电势不对称.用该模型分析电机的动态性能,得到了电机运行时的相电流、推力和速度曲线.仿真结果与基于ANSOFT二维有限元计算的结果吻合较好,验证了该模型的正确性.该模型具有运算速度快、简单易行等优点,为今后该类电机控制策略的研究及具体实现提供了新的途径.