电磁流量传感器鞍状励磁线圈磁场分布的计算方法

以工业电磁流量传感器最常采用的矩形鞍状励磁线圈为研究对象,从矩形平面励磁线圈在测量管道内磁场分布的解析算法出发,给出计算矩形鞍状励磁线圈在测量管内的磁场分布的一种折线近似算法.最后实验证明,这种折线近似法是一种简单可行的算法.     

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.     

一种船用超声液位传感器的优化设计模型

针对一种船用超声液位传感器数学建模和多目标优化设计的问题,提出了一种基于等效电路和遗传算法的优化设计方法.将电-力-声类比的方法应用到建模中,由此建立了传感器的等效电路模型,并推导出传感器频率和输出特性参数的相关方程.在等效电路模型的基础上,以压电陶瓷尺寸、保护膜厚度和工作间隙为设计变量,以输出电压的峰-峰值和信号特征值为优化目标,建立了超声液位传感器的多目标优化模型.采用遗传算法(GA)进行优化计算,并利用MATLAB和GA优化工具箱进行求解.实例分析表明,优化后传感器性能得到了显著提高,数值计算结果和实测结果吻合良好,从而证明了等效电路模型的准确性.     

EMT中传感器线圈数量对灵敏度的影响

在EMT系统中,灵敏度矩阵反映微小扰动对测量值的影响,是影响重建图像质量的重要指标.以传统的“O”型传感器阵列结构为基础,利用Comsol有限元仿真软件将被测物场剖分成多个微小单元,采用模拟扰动法,用于灵敏度的矩阵求解.同时对8线圈、12线圈、16线圈、20线圈的传感器阵列结构的灵敏度矩阵分别进行求解,采用M atla...     

用于相含率测量的螺旋电磁传感器优化设计

通过激励线圈和检测线圈,电磁传感器可以对被测物内部的电磁特性进行测量.为此,提出了一种用于相含率测量的新型电磁传感器——螺旋电磁传感器,进一步采用场量提取法推算了180°和360°螺旋线圈的灵敏度矩阵,并基于灵敏度分析对这2种传感器结构进行了优化设计,得到了优化参数的选取范围和规律.改进的螺旋电磁传感器具有更均匀、更灵敏的特性.同时,硬件实验表明,螺旋电磁传感器检测的电学敏感指标能够很好地反映被测物场的相含率,通过传感器的互感相角相对变化率与相含率的相关曲线,可以验证螺旋电磁传感器在相含率测量中的可行性和准确性.     

一种微加工超声传感器的设计

电容式微加工超声传感器（cMUT）是近年来出现的新型器件,具有高灵敏度、频带宽和机电转换效率高等优点,大有取代传统的压电式超声传感器之势．介绍了cMUT的基本结构和工作原理,提出了一种新型传感器结构．针对此结构建立了两个有限元模型,通过对其中的一个三维模型进行模态分析得知,cMUT可工作在一阶频率处,其振动频率为4．582MHz;利用另一个三维模型进行静态和谐波分析,得出传感器的塌陷电压为213V,当对cMUT施加45V直流偏置电压和1．6V交流电压时,其谐振频率为4．147MHz,薄膜的最大位移为0．447μm．     

一种新型电涡流传感器的理论分析

为提高普通电涡流传感器的灵敏度和增大检测距离,对一种新型电涡流传感器从理论上进行了分析.文中列出了重叠双线圈和同轴三线圈两种电涡流传感器的结构,并利用电磁场相关理论对同轴三线圈电涡流传感器及其设计进行了较详细地分析,并给出了测量电路单元.通过与普通电涡流传感器线圈进行仿真比较,得出了该结构电涡流传感器在长距离测量时的优缺点.     

一种高性能的非接触式传感器

阐述了一种用于测试机床主轴回转运动精度新型传感器的原理和内装电路的特点．并对其精度指标、应用特点等进行了分析．这种传感器结构新颖、实用．且灵敏度高，并具有对检测微位移时的宽频动态信号处理功能．可应用于各类机床主轴回转精度的测量，对其它位移动态信号的检测也具有普遍适用的意义．     

铝板材电磁超声兰姆波换能器的有限元分析及优化设计

电磁超声兰姆波换能器由于其激发的兰姆波具有多模式、频散性和信号较弱的特点,在一定程度上限制了其发展及应用。针对增强电磁超声兰姆波信号强度问题,提出了一种优化设计方法。通过在永磁铁和线圈之间加入超微晶叠片来减小永磁铁表面的涡流,增加试件中的涡流,同时改善静磁场的分布,从而增强铝板中的信号强度。重点研究了超微晶对电磁超声信号的影响,采用有限元软件进行仿真分析,并进行了实验验证。实验结果表明,该优化方法能够有效增强兰姆波信号强度。     

电磁超声信号阻塞区等效模型分析

针对电磁超声传感器(electromagnetic acoustic transducer,EMAT)信号阻塞现象,在分析阻塞区形成原因的基础上,建立传感器接收端等效模型,基于该模型得到阻塞区时间、频率的变化规律并进行验证.首先,结合EMAT的工作机制,提出信号阻塞区由接收线圈受到磁场冲激和电压衰减过程组成;然后,根据传感器接收端结构中的磁耦合机制建立等效模型,得到电压衰减过程表达函数;最后,通过实验测得不同接收端结构对应的回路参数和EMAT信号阻塞区的时间、频率,对模型进行验证.研究结果揭示了 EMAT结构对信号阻塞区的影响规律,可为EMAT的设计提供参考.     

Helmholtz线圈的磁场分布及应用

分析了Helmholtz线圈的磁场分布及其应用.     

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.     

Simulation of g factor for size optimization and coupling in phased array coil design

The effect of geometric parameters of the coil element in an array on signal-to-noise ratio (SNR) and g factor of parallel imaging are analyzed, and the optimal parameters for the maximal SNR and minimal g factor are also given in this paper. In addition, the effects of coupling on SNR and g factor have been analyzed. The test results indicate that g factor for parallel imaging is greatly increased and SNR is decreased for coupling. According to the optimization, a six-channel parallel coil has been designed for torso imaging.     

Minimum inductance optimal design for the gradient coil

In MRI (Magnetic Resonance Imaging), a crucial role of gradient coils is to image organism, meanwhile the inductance of the coils determines the speed of imaging. So it is of great importance to optimize designs of the gradient coils. The target field approach is an effective method to design the gradient coils. Having applied this method and performing many numerical tests, we achieved the designs of the x-、y-、z- gradient coils , with the linearity of the fields generated by the coils in a sphere of radius 0.30 m less than 5%, in which the inductance and resistance of the coils also meet the requirements.     

CFETR中心螺线管模型线圈磁场及电磁载荷计算

中国聚变工程实验堆的中心螺线管模型线圈由Nb3Sn、NbTi混合超导磁体组成,在初始设计阶段,需要进行大量的探索计算以获得设计方案。文章基于微元叠加法原理,利用Matlab的向量化编程,提出了一种可修改性强、计算时间短的磁场计算方法,并将计算结果与有限元法进行对比,证实了本方法是可行的,并提高了设计效率,同时给出了线圈电磁载荷的分布情况。     

磁致伸缩导波激励端偏置磁场的等效方法

从磁致伸缩效应的基本原理出发,研究磁致伸缩换能效率与偏置磁场的对应关系,得到了换能效率的评价方法和用于评价永久磁铁及直流磁化线圈磁化效果的等效方法.该方法由永久磁化器和直流线圈同时提供方向相反的偏置磁场,通过调节线圈的电流,得到磁致伸缩换能效率与电流之间的关系;再利用换能效率仅与偏置磁场的大小有关而与偏置磁场的方向无关的对称特性,确定叠加偏置磁场的平衡点即叠加磁场强度为零的点,从而得到永久磁化器和直流线圈的等效关系.最后通过实验对等效关系进行了验证.     

磁聚焦电导率成像系统的阵列线圈驱动电路设计实现

利用晶体振荡器设计稳定度很高的信号源,其输出由可编程放大器调节后,经过功率放大电路输出至线圈阵列,实现了对三种不同结构和性能的阵列线圈的驱动, 使线圈阵列达到很好的磁场聚焦效果.     

关于介质表面磁化电流和极化电荷分布的一点讨论

文章从不同角度对两个类似的电磁问题进行求解,在有介质存在的情况下求解电场和磁场分布时,介质界面上的磁化电流和极化面电荷的贡献不能忽略。     

羰基铁镍纤维的磁场诱导制备及结构特性研究

以羰基铁与羰基镍为原料,采用磁场诱导热分解法制备了羰基铁镍纤维.研究了羰基铁和羰基镍在不同的流量比下,所制备纤维的结构、形貌特征.结果发现:不同组份的羰基铁镍纤维,呈现不同的结构(bcc或fcc),且碳元素以不同形式存在,其形貌呈现直线型、“Y”型和“Z”形的特征.通过对羰基铁镍纤维生长机理的研究,发现纤维呈现不同形貌的原因,是由于受到晶体生长界面干扰的影响.通过对影响羰基铁镍纤维生长因素的调控(分解温度和磁场强度等),可改变羰基铁镍纤维的形貌和直径.     

1Cr18Ni9Ti不锈钢的双频电磁约束成形工艺参数优化

根据高频磁场利于感应加热、低频磁场利于熔体成形的特点，针对不锈钢(1Cr18Ni9Ti)密度大、熔点高和约束成形的熔体高度低等成形困难的特点，提出了利用低频磁场约束成形、高频磁场在不影响成形磁场的条件下辅助加热的不锈钢双频电磁约束成形方法，以便温度场和成形力场的最佳耦合．通过实验和理论分析，设计了不锈钢双频电磁约束成形的成形感应器和预热感应器，并确定了感应器间的距离和屏蔽罩的放置方式，研究了预热感应器对温度场的影响规律，从而建立了不锈钢的双频电磁约束成形系统．在对熔体的稳定成形分析的基础上，利用双频电磁成形系统成功抽拉出圆形不锈钢样件．