零磁通检测技术在100A直流电流源中的应用

文章对零磁通检测技术进行深入探讨,提出应用双探测线圈零磁通检测技术研制100A直流电流传感器的设计方案。该方案包括磁感应线圈和测量电路两个部分,测量电路单元包括交流激励电路、误差检测电路、精密伺服电流源电路。设计的直流电流传感器测量准确度为0.001%。     

碳纤维复合材料平板分层缺陷的MIT检测

针对碳纤维复合材料(CFRP)平板构件中分层缺陷的检测问题,研制一种激励线圈与检测线圈放置方向相垂直的磁感应断层成像(MIT)涡流探头。基于MIT原理,建立三维有限元模型,进行MIT涡流探头的检测性能测试,从而确定最佳检测频率,进而开展灵敏度矩阵的数值计算;组建CFRP平板构建的MIT检测系统开展试验,应用Tikhonov正则化算法进行分层缺陷的图像重建与评价。结果表明,MIT检测方法能够实现CFRP平板构件中埋深1 mm的10 mm×10 mm×0.5 mm分层缺陷的有效检测和直观辨识。     

MIT中反投影矩阵的计算与数据处理方法

反投影算法是磁感应断层成像技术(MIT)中一种有效的图像重建算法.该算法中反投影矩阵的计算与检测数据的处理是提高重建图像质量的关键.依据磁感应断层像原理,提出了一种有效的MIT反投影矩阵计算方法和检测数据的处理方法.在所建立的仿真模型和实际模型基础上,分别运用该方法进行了图像重建实验与分析.实验结果表明,该方法应用在反投影算法中可以实现MIT图像重建.重建图像能准确反映成像区域内部电导率变化,具有较高分辨率,扰动目标定位准确,形状信息清晰可见.进而验证了该方法的可靠性和有效性.     

基于无场线电子扫描开放式磁粒子成像系统设计

磁粒子成像是一种全新的人体内动态靶向影像学方法,但当前磁粒子成像系统以封闭式磁场扫描结构为主,严重限制了其临床应用范围。设计了一种开放式电子扫描窄带磁粒子成像系统,在分析了超顺磁粒子谐波磁化响应的基础上,通过对线圈表面耦合磁场的计算及电流控制利用8个梯度线圈形成了基于无场线的开放式空间定位磁场,成像区域30 mm×30 mm;以单边激励线圈产生20.7 kHz激励磁场,处于高频激励磁场及定位磁场中的超顺磁纳米粒子示踪剂产生具有丰富谐波成分的可定位超顺磁磁化信号,使用高信噪比Gradiometer线圈检测其3次谐波信号形成电压云图图像;通过预测量的系统函数矩阵利用非负最小二乘法对电压云图进行重建,形成示踪剂浓度分布云图。成像实验结果表明,系统在开放式成像区域内探测灵敏度20μg Fe,图像重建空间分辨率2 mm,成像速度1 fps,达到了较好的开放式成像效果,系统也是国内首台全自主研发的开放式磁粒子成像系统。     

脉冲磁场传感器的理论计算与检测

本文通过对脉冲感应型磁场传感器的感应电压进行精确的理论推导，得到检测量与传感器结构、激励磁场、被测磁场之间的定性关系，讨论两种测量方案：单线圈双向励磁和双线圈单向励磁，它们的误差来源、影响和消除措施，从而得出各自的适用范围。     

高灵敏低压电磁感应式滑油磨屑传感器

提出了一种高灵敏低压低功耗的三线圈电磁感应式磨屑检测方法。理论推导了金属磨屑穿过线圈组引起的感应电压变化的表达式,并据此对线圈组的几何参数进行了优化。通过在激励和感应线圈两端分别并联和串联恰当容值的电容实现双LC谐振,以获得更高的激励电流和感应电压。实验验证了在108 kHz、5 Vpp的正弦信号激励下,上述两种方法同时使用能够较大幅度提高信噪比,在相敏检波电路之后未使用放大电路的情况下能够清晰地检测到低至150μm的铁质颗粒,而此时激励线圈的有功功率仅为1.12 mW。所设计的传感器能够在平衡低功耗的同时获得高灵敏度,其优化思路对于同类型传感器优化具有借鉴意义。     

交流电磁场检测激励探头的试验研究

在交流电磁场检测中,通有交流电的激励探头在被测工件(导体)表面产生感应电流,检测线圈对工件表面磁场的拾取从而判断缺陷的有无以及缺陷的特征.激励探头的优劣直接影响到缺陷处扰动磁场的大小,进而影响缺陷的检测.通过对感应电流均匀性、矩形载流线圈尺寸(磁芯长度、磁芯宽度)对感应电流分布的影响等进行仿真分析和对激励频率、激励线圈直径、激励线圈层数、激励线圈单层匝数与感应磁场之间的关系进行试验研究,为激励探头的优化设计提供理论依据和现实依据.     

涡流热成像检测中聚磁装置对激励性能的改善作用

涡流热成像检测的信噪比依赖于激励强度和激励均匀性。现有研究中激励环节多采取商品化感应加热电源和水冷铜管绕制线圈的方式,具有能量传递效率低、激励均匀性差、线圈遮挡热像仪视场、对线圈高度敏感等缺点。文中将聚磁装置引入涡流热成像系统,由缠绕在U磁芯上的磁力线施加激励,通过有限元仿真分析其对激励性能的改善作用。经过实验验证有聚磁装置的激励比无聚磁装置的激励具有更高的能量传递效率,更佳的均匀性,加热功率受提离距离的影响小,能更好地实现金属表面缺陷的检测。     

导电板上方涡流检测探头阻抗的快速计算与仿真

采用一种基于Maxwell方程组、矢量磁位和空间解域截取的级数展开快速计算方法,导出级数形式的导电板上方通电线圈阻抗变化表达式;通过设定适当的解域截取半径和级数求和项数,可以在保证计算精度的同时提高计算速度。在多种线圈激励频率下,分别采用级数展开法与有限元仿真法,对线圈的阻抗变化进行了计算,两种方法的计算结果非常吻合,相互验证了两种涡流检测计算模型的正确性。     

基于互易原理磁感应成像中灵敏度矩阵的计算

磁感应成像(MIT)是一种利用线圈传感器重建所测物体内部电导率分布的成像方法.MIT中的灵敏度矩阵为所测感应电压对物体电导率变化的函数,是反演成像的关键.基于有限元方法和互易原理,提出一种有效计算MIT灵敏度矩阵的方法,在所建立测量模型基础上,运用该方法进行了实验与分析.实验结果表明,该方法可以快速求解MIT中的灵敏度矩阵,应用在高斯一步牛顿算法中可以实现图像重建,为MIT逆问题提供了更有效的解决方案.     

无源线圈在电磁感应溶液测量中的增强效应

将一只由线圈与电容元件共同组成的无源线圈放置于探测线圈与待测电解质溶液组成的测量系统中,借助无源线圈与两者之间的电磁感应耦合,可在谐振频率点附近提高测量系统的探测性能。以塑料容器内0~5%质量分数浓度的Na Cl溶液为探测目标,对无源线圈置于目标溶液前侧及背侧两种情况下的阻抗谱进行了实验分析。结果表明,相同探测距离下,介入无源线圈的测量系统对电解质溶液的浓度表现出更高的灵敏度。当目标溶液位于探测线圈敏感距离之外时,介入无源线圈后依然可实现有效的溶液浓度测量。无源线圈的这种增强效应可提升电磁感应系统的有效探测距离,实现电解质溶液或生物组织等低电导率物质的远距离非接触测量。     

基于PCB线圈吸附式铁磁传感器的研究

运用PCB线圈作为感应元件的铁磁传感器越来越成熟,但PCB线圈由于其结构限制,使得铁磁颗粒不能通过其检测区域,另也没有相关研究证实PCB线圈对于铁磁颗粒测量的精确性。为此提出一种基于磁塞与电感检测原理的新型铁磁传感器。使用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics建立传感器的仿真模型,对PCB线圈的磁场分布进行仿真分析。结果表明：PCB线圈表面磁场强度具有良好的均匀性,适当减小PCB线圈的内径,有利于提高PCB线圈的磁场均匀性。基于仿真分析结果,设计5种不同尺寸规格的PCB线圈,并设计实验验证该传感器的检测精度。实验结果表明：该传感器具有良好的灵敏度,能有效检测出粒径100μm以下的铁磁颗粒。     

点火线圈初级电流奇异点检测算法

点火线圈在使用之前或使用过程中,由于绝缘故障其初级电流偶尔出现幅值不等且形状不定的高频振荡.针对这种情况,研究提出一种基于小波变换模极大值的初级电流奇异点快速检测算法,首先计算信号的多尺度小波变换及模极大值;其次,利用模极大图提供的有效信息,由最大尺度到最小尺度追踪模极大值点并刻画模极大值线;最后以每条模极大值线中的最小尺度点确定奇异点位置,识别绝缘故障发生时刻并获取故障波形.该算法相比于时间复杂度高于本文算法近二百倍的复杂算法和时间复杂度接近的传统算法,应用于点火线圈绝缘故障信号时的检测误差小.     

热卷箱卷眼的形成

介绍与热卷箱卷眼形成相关的机械部件的结构与功能，初步探讨热卷箱的卷眼的形成机理。     

新型钢卷运输车

主要介绍一种新型钢卷运输车的结构特点、工作原理。对传统钢卷运输机与托盘式运输的优缺点进行分析对比。     

液压油污染物双线圈多参数阻抗检测传感器

提出了一种液压油污染物多参数测量传感器,该传感器在平面型微流体电感传感器基础上增加了一个单层电感线圈,并将两个单层线圈正对排布在直微通道两侧,在电感参数检测的基础上将两个单层电感线圈等效为一对圆环形电容极板,引入了电容参数检测,从而实现了对液压油中铁磁性金属颗粒、非铁磁性金属颗粒、水滴和气泡4种污染物的检测。对该多参数传感器进行了设计,并结合仿真和实验对检测位置进行了优化,电容参数检测实验实现了液压油中180μm水滴和240μm气泡的区分检测;电感参数检测实验实现了液压油中80μm铁颗粒和150μm铜颗粒的区分检测。该研究对液压油多污染物的区分检测提供了一种新方法。     

车轮踏面动态感应热成像缺陷检测方法研究

涡流脉冲热成像是一种新型的无损检测技术,具有检测速度快,灵敏度高,探测范围大的特点。为适应车轮踏面缺陷的动态检测,本文提出了一种适应车轮踏面廓形的矩形磁轭电磁感应激励传感结构。通过传感器结构的磁路模型推导,从理论上证明了传感结构的可行性。通过数值模拟计算分析了踏面表面检测区域的磁场与涡流场分布,并对比了矩形磁轭与直导线的检测结果。在此基础上,本文搭建了一套车轮自动探伤检测系统,能够实现65 mm/s速度下的缺陷动态测量。结果表明,设计的矩形磁轭传感结构可优化感应加热的均匀性,对车轮踏面浅表层疲劳裂纹(轴向表面开口)具有更好的检测结果。     

电涡流传感器性能优化关键技术

电涡流传感器因具备无损检测、非接触测量等优异特性,广泛应用于工业生产等各领域中的微量位移测量、导电介质缺陷检测以及设备运行状态监测。然而,受限于线圈结构参数优化、检测电路创新设计和测量误差动态补偿等技术瓶颈,现有电涡流传感器普遍存在灵敏度欠佳、线性度不足、突变温度场下检测精度亟待提升等突出局限,直接制约着其在各类极限环境下高精度检测领域的推广应用。为此,在深入剖析和系统总结国内外电涡流传感器研究与应用现状的基础上,聚焦线圈结构、检测电路以及误差补偿方法,重点探讨了优化其核心性能的基本原理与关键技术,并对相关研究的发展趋势进行了初步构想与展望,以期为多维度提升传感器性能、根源促进其发展应用提供有效借鉴。     

一种滚动导轨磨削加工尺寸在线测量仪

针对滚动导轨磨削加工尺寸的在线测量问题,介绍了一种导轨磨削加工尺寸在线测量仪,该仪器以半导体激光器配合光电二极管作工件位置检测器、整体切割的平行弹簧,配合音圈电机作测头驱动器和双电感位移传感器作偏差尺寸检测器,采用相对测量法,配合数据采集卡、工控机和上层控制软件,能对导轨磨削尺寸进行在线检测。     

Magnetic resonance butterfly coils: Design and application for hyperpolarized C studies

Hyperpolarized ¹³C magnetic resonance spectroscopy in pig models enables cardiac metabolism assessment and provides a powerful tool for heart physiology studies, although the low molar concentration of derivate metabolites gives rise to technological limitations in terms of data quality. The design of dedicated coils capable of providing large field of view with high Signal-to-Noise Ratio (SNR) data is of fundamental importance.