基于电磁感应的遥测式三维定位系统

为了对全消化道生理参数诊查胶囊在人体内的三维位置进行连续跟踪,提出了基于电磁感应原理的定位新方法.在人的体表布置6个励磁线圈,采用正弦电流分时激励,在空间产生交变磁场,并在诊查胶囊内封装感应线圈.通过获得感应线圈上的感应电动势,结合定位模型和微粒群算法,可反求诊查胶囊的空间方位.实验表明:定位系统工作稳定,获得了较高的定位精度.     

用于虚拟现实的六自由度电磁跟踪系统

介绍了用于虚拟现实的直流式六自由度电磁跟踪系统的实现。系统以正交的３轴发射源和３轴探测器作为传感定位器件,以脉冲直流信号驱动发射源的３轴分时发射,同时接收器３轴探测到相应的３组电磁信号和１个空驱动时间段内的地磁信号,控制器负责驱动发射,读取数据以及和ＰＣ机的数据通讯,详述了六自由度电磁跟踪系统的方位（位置和姿态）确定算法,误差分析和系统实现过程。     

肿瘤热疗交变磁场中场强分布测量装置

为了得到热疗用交变磁场场强的空间分布,设计并研制了基于DSP的磁场测量装置.该装置由3个部分构成:交变磁场传感器、感应电压信号处理采集模块和线圈传感器的三轴运动导轨.交变磁场传感器由面积很小的单匝线圈构成,相对较大的磁场分布空间,通过小线圈的磁场可近似视为均匀.线圈测得的磁场信号经过前端处理转化为数字信号.通过三轴运动导轨控制传感器的位置可以得到空间各点的磁场强度信号.由于DSP F2812具有良好的运动控制功能以及片载A/D较高采样的频率,可用来控制整个系统.根据磁场强度的分布可以确定热疗中升温效果最好的空间.     

基于风光互补发电无线电能传输系统的研究与设计*

风光互补发电系统作为一种绿色能源可独立对外部供电,无线电能传输(Wireless Power Transfer)技术又提供了一种方便快捷的能量传输方式,本文结合两者的优点,将风光互补发电系统的输出作为WPT谐振电路的输入端,利用无线电能传输技术对负载供电,利用了绿色能源的同时又能节约电力运输成本。分析了磁耦合感应与磁耦合谐振之间的联系以及平面线圈频率分裂的相关因素,针对目前小型平面谐振无线充电设备随发射端和接收端距离的变化而产生传输波动的问题,在发射端采用XKT-408集成电路进行自动频率锁定,在发生频率分裂时调整线圈偏移角度可削弱两线圈的互感系数来抑制频率分裂现象,提高了接收线圈峰值电压。最后搭建了小光互补无线能量传输系统,在径向距离50mm处可成功对负载充电,该模型为基于风光互补发电无线充电系统的应用提供了参考。     

A novel artificial anal sphincter system based on transcutaneous energy transmission

For controlling anal incontinence, a new artificial anal sphincter system (AASS) with sensor feedback based on transcutaneous energy transmission is developed. The device mainly comprises an artificial anal sphincter (AAS), a wireless power supply subsystem, and a communication subsystem. The artificial anal sphincter comprises a front cuff and a sensor cuff placed around the rectum, a reservoir sited in abdominal cavity and a micropump controlling inflation and deflation of the front cuff. There are two pressure sensors in the artificial anal sphincter. One can measure the pressure in the front cuff to clamp the rectum, the other in the sensor cuff can measure the pressure of the rectum. Wireless power supply subsystem includes a resonance transmit coil to transmit an alternating magnetic field and a secondary coil to receive the power. Wireless communication subsystem can transmit the pressure information of the artificial anal sphincter to the monitor, or send the control commands to the artificial anal sphincter. A prototype is designed and the basic function of the artificial anal sphincter system has been tested through experiments. The results demonstrate that the artificial anal sphincter system can control anal incontinence effectively.     

电动汽车无线充电系统参数对耦合影响的研究

为提高电动汽车无线充电系统耦合能力以增强系统的传输效率, 总结了现有的无线电能传输(WPT: Wireless Power Transmission)方式, 分析了基于磁感应耦合电能传输(ICPT: Inductive Coupled Power Transfer)技 术的电动汽车无线充电系统的工作原理, 建立了带有磁芯的 ICPT 系统互感计算模型, 对系统互感与磁芯属性、 线圈属性、 轴偏移距离的关系以及不同结构松耦合变压器的磁屏蔽效果进行了仿真分析。 结果表明, 磁芯属性 对系统互感的影响有上限, 而线圈属性对系统互感的影响无上限, 发射端摆放条形磁芯且接收端摆放圆盘形磁 芯的 ICPT 系统能满足电动汽车无线充电系统的电源需求和电磁屏蔽要求。     

一种电磁耦合集成角度传感器的关键模块设计

设计了一种基于电磁耦合原理的集成角度传感器.该传感器由两块电路板与一片专用信号处理芯片组成,在电路板上实现了激励线圈、接收线圈和反馈线圈的设计,通过交变电磁场之间的电磁耦合完成角度信息的转换.传感器芯片设有增益编程模式、零度标定模式,可消除制作工艺与装配过程带来的误差,并实现零度标定;以CORDIC算法为核心设计了角度解码电路,经过误差补偿,大大减小了CORDIC算法在反正弦运算中的误差.经实验测试,数字电路组成的关键模块工作正确,其角度解码范围为0°～120°,误差小于0.05°,满足传感器0.5°的整体设计要求.     

电涡流位移传感器线圈优化设计

高速磁悬浮转轴间隙的精确测量是磁悬浮转轴系统可靠工作的重要保障.电涡流位移传感器被广泛应用于这种间隙的测量.由于磁悬浮转轴系统空间有限,所以要求传感器既要有很高的灵敏度同时检测线圈的尺寸要尽可能缩小,为此提出了1种电涡流位移传感器检测线圈的多参数设计方法.该方法利用线圈的品质因数和所激发的磁感应强度梯度以及线圈导线的总长度3个参数构成1个优化函数,并采用遗传算法求解该函数,从而得到了最佳的检测线圈尺寸.通过MATLAB仿真已验证了该方法的有效性.     

纳米晶体磁环对磨粒传感器灵敏度的影响

为了提高在线式磨粒监测传感器的监测灵敏度,设计了一种内置纳米晶体磁环的电磁式磨粒传感器.通过建立传感器内部磁场分布及输出感应电动势的数值模型,系统地研究了传感器感应线圈磁环和激励线圈磁环尺寸特征对磨粒监测灵敏度的影响规律.仿真及实验结果表明:纳米晶体磁环对传感器灵敏度具有显著影响.具体表现为:为激励线圈和感应线圈同时添加特定尺寸的磁环可使磨损颗粒引起的传感器输出感应电动势幅值增大4~7倍.该方法可大幅提高传感器对微小磨粒的监测能力,对大型机械设备的早期故障诊断和故障预警具有重要意义.      

无线颅内压监护仪

研制无线颅内压监护仪。采用硅压力传感器为敏感元件,用双桥法实现温度补偿,通过电压／频率变换将压力信号转换为音频频率信号并利用无线调频发射／接收进行传输,由单片机控制进行定时采样、数字滤波、标度变换、报警判断、显示、打印以及串行数据发送等处理。该仪器克服了现有光纤颅内压监护仪的缺点,操作方便,探头寿命长。     

基于PASCO平台的电流磁效应研究

基于PASCO科学平台的电磁测量系统具有高灵敏度高稳定度的特点,利用磁感应强度传感器来测量通电螺线管不同位置的磁感应强度,亦能测量磁感应强度随电流的变化过程.     

WSNs中节点协同声源定位协议研究

声源定位是无线传感器网络重要的应用领域之一.由于实际环境中的声源大部分是运动的,因此设计一种快速准确的声源定位协议是关键.文章研究了一种多传感器节点协同的声源定位协议,完整考虑了节点处理声音和射频信号的响应时间,分析了它们对该声源定位协议定位精度的影响,推导出声源定位边界性条件.实验结果表明该协议相对于现有的精确声源定...     

三维空间磁场结构数学模型及磁场方式三维定位装置

推导单圆环线圈三维空间磁场数学表达式并建立了磁场方式三维定位系统数学模型 ,在此基础上研制磁场方式三维定位装置 ,实现三维磁传感器探头六自由度实时定位及一维磁传感器探头五自由度实时定位 .该装置提供了一种利用对人体无害的磁场来测定内窥镜探头等医疗器械在人体内的三维位置及姿态的新方法 .     

非晶态合金材料磁化特性及其应用的研究

描述了非晶态合金材料的电磁感应效应并推出反映被测磁场变化的输出电压关系式．论述了非晶态合金磁芯材料的磁化特性曲线,分析了磁化曲线的非线性特征形式、非线性区间宽度、磁芯磁化工作点与传感器灵敏度、线性输出特性、稳定性之间的关系．在此基础上介绍了脉冲感应型磁场传感器的检测原理,并给出了部分实验结果。     

多电极血液流速仪励磁系统优化研究

为了实现对人体血液流量测量及流速分布的监测,基于多电极电磁测量设计了血液流速仪,通过测量皮肤表面的感应电动势,实现对动、静脉血液流速的测量。首先,模仿人体肢体结构,包括皮肤、脂肪、骨骼、肌肉、动脉和静脉的尺寸和相对位置,建立COMSOL仿真模型。然后,以赫姆霍兹线圈、C型铁芯线圈为基础,仿真研究了多种励磁结构和励磁方式在肢体测量截面处激励的电磁感应强度分布,提出了励磁线圈的优化设计方案,最后,对不同结构、不同激励方式的励磁系统进行了优化对比。结果表明,两对正交布置并且采用同向激励电流的赫姆霍兹线圈磁场呈中心对称,磁场强度和均匀性均优于其他励磁系统,能够有效增强感应电动势数值,更适用于非轴对称流的多电极电磁测量。研究结果验证了励磁系统优化方案的可行性,以及其均匀性对于提高速度重构精度的积极作用。     

磁电感应数字式转速计

采用变磁阻法改变初级线圈的磁通 ,在次级绕组上得到相应的感应电势。该感应电势随磁阻变化率的增大而增大。采用巧妙的转子结构实现磁阻变化 ,该方法可直接获取数字信号输出 ,输出信号幅度大 ,并与转速呈严格的线形关系     

炮口感应装定发射线圈三维仿真

国内很多学者对炮口电磁感应装定的发射线圈进行了二维仿真分析,针对其局限性提出了一种新方法,即对发射线圈进行了三维仿真,利用有限元分析软件ANSYS,对发射线圈的磁场分布进行了分析和计算,为电磁感应装定系统的设计提供了理论依据。     

动物交变磁诱导系统的实验设计

交变磁场的生物效应是近年医学领域研究的热点课题之一。进行了交变磁场调节人大脑精神状态的研究,设计了一套适用于动物的经颅磁诱导系统,采用环形单线圈作为磁场的产生装置,利用单片机产生不同模式的模拟信号,并通过功率放大电路,驱动线圈产生所需磁场,从而在动物颅脑中心感兴趣的区域产生500Gs的磁场。测试表明,该系统性能稳定,满足动物实验的要求。     

磁悬浮电子秤的研究

该文文旨在利用磁悬浮技术,实现对轻量物件的较高精度称重,并通过对原理及应用做了详尽的阐述和实验,设计了一个吸式的磁悬浮式电子秤。该文涵盖磁悬浮电秤系统的设计方案,电磁线圈非线性、系统的电磁力模型、系统的控制模型及控制电路的设计与调试。解决了磁悬浮电子秤设计的几个难点：电磁场的非线性问题、各种材料和部件的选取和机械加工及控制电路的设计与参数调试。该文的创新点有：（1）采用红外收发二极管设计系统的距离传感器,同时也使用摄像头作为传感装置进行试验;（2）创新图像化反馈,采用NI模块配合LabVIEW进行图像化处理;（3）自行绕制电磁线圈,采用最佳1j-50软磁镍铁合金作为铁芯。     

铝合金空心管坯电磁铸造中磁场分布的数值模拟

采用数值模拟的方法研究了铝合金空心管坯电磁铸造中磁场的分布规律·建立了包括水冷芯、外结晶器、铸锭及内/外两个线圈的二维轴对称有限元模型·通过求解磁矢势微分方程,确定了磁感应强度在空间的分布·计算结果表明:铸造过程中内外线圈相互作用,外线圈电流约为内线圈的一半时,磁感应强度分布比较均匀;线圈电流频率和相位是空心管坯电磁铸造中重要的工艺参数,适当增加频率,管的内表面侧磁感应强度明显增强;相位影响磁感应强度梯度的大小和方向·