基于温漂补偿的高温电涡流位移传感器

介绍能够工作于20~500℃高温环境下的电涡流位移传感器.通过对传感器探头材料的选择与结构的改进,使传感器探头能够适应环境温度的剧烈变化;利用恒频调幅电路与峰值检测电路,完成位移信号至电压信号的基本转换;通过在传感器输出级加入温度补偿电路,分别针对灵敏度与电压基值进行补偿,实现了对温度影响的有效抑制.在设计的实验硬件系统中对传感器的输出特性进行测量,实验结果验证了该电涡流位移传感器在20~500℃的温度环境内具有良好的灵敏度与线性度,并且具有有效的温漂抑制特性.     

电涡流传感器线圈自感的近似计算

本文为计算电涡流传感器线圈的自感而提出了近似的等效模型并得出了较为理想的计算公式。     

耐高压电涡流角度传感器研究

针对传统角度传感器量程小、频响低的不足,提出了一种具有耐高压特性的电涡流角度传感器.斜环状感应线圈配合半圆柱转子工作,使传感器的线圈电感和输出电压与转子角位移成比例.建立了有限元模型,在此基础上仿真分析了该电涡流角度传感器在不同转角下的磁场分布,探讨了其线圈电感变化的工作机理.试验结果与仿真结果基本吻合.该角度传感器具有良好的线性度和较大的工作量程,线性工作区段大于30°,非线性误差小于0.8％.     

电缆偏心检测系统中偏心传感器性能的研究

为了研究电涡流式电缆偏心检测系统中的偏心传感器性能,依据电涡流测距原理,利用PC机和以单片机为核心的数据采集器,研制了电缆偏心检测的静态实验系统,并进行了静态运行实验．结果表明,在保证偏心传感器稳定的条件下,工作频率要尽量高;用同样的偏心传感器探头检测时,检测灵敏度随着电缆线芯直径的增大而变高;保持传感器探头尺寸不变,只改变线圈匝数对检测灵敏度影响甚微．     

碳纤维增强复合材料电磁涡流无损检测方法的并联阻抗模型分析

通过建立电涡流激励下碳纤维织物的并联阻抗模型,研究碳纤维增强复合材料(CFRP)表面不同的几何缺陷对阻抗模型中并联阻抗和谐振频率的影响.通过实验对传感器线圈几何特性进行了优化,提高了检测的准确性.实验结果表明:在并联阻抗模型中线圈探头的阻抗会随着CFRP表面的缺陷面积大小、深度的增减明显变化且呈正比关系变化,应用该方法可有效检测出具有各向异性的CFRP表而后缺陷并对缺陷进行量化.研究成果对合理评估CFRP构建服役可靠性具有参考价值.     

电涡流测距传感器信号的微机处理

通过理论分析和实验研究，找出了电涡流测距传感器的输出信号与被测距离、金属材料的性质及环境温度之间的关系，提出用单片机进行修正的方法，克服了现有电涡流测距传感器不能直读距离、通用性差、测量不准确的缺点。     

脉冲涡流解析模型研究范

研究任意层平板型导电结构脉冲涡流(PEC)差动探头输出信号的解析模型.建立谐波激励下探头阻抗的解析模型,并将探头阻抗解析模型由二重积分转化为定积分,大大减小了计算量;采用有限项傅里叶谐波近似脉冲信号,建立差动探头等效电路,从而应用叠加原理以仿真电压脉冲激励下探头的输出信号.为了验证模型的有效性,针对导电结构厚度检测问题进行仿真与实验测量.计算结果与实验结果吻合良好,表明研究结果是正确的.研究的脉冲涡流探头输出解析模型可用于理解脉冲涡流检测机理、构建探头响应仿真器和改进反演算法．     

多线圈耦合的通用变压器等效模型

耦合线圈可以使用变压器模型进行等效。针对无线电能传输等应用中多个线圈耦合情况,建立2线圈耦合的悬臂变压器等效模型,并将该模型扩展为任意多个线圈之间存在耦合的通用变压器模型,通过理论计算值和Multisim仿真值的比较,验证了模型的正确性。     

“CFRP-胶层-钢”多层异性复合结构涡流检测模型分析

基于碳纤维增强复合材料(CFRP)的多铺层特点,提出准各向同性CFRP假设,建立了"CFRP-胶层-钢"媒质中涡流问题的解析计算模型。根据轴对称涡流场的性质推导出积分形式解析解,并将积分形式转化为易于计算和控制精度的级数形式,利用Mathematica软件计算出相应的线圈阻抗变化值。最后采用COMSOL Multiphysics软件模拟实际的CFRP电各向异性进行有限元仿真,验证了准各向同性CFRP假设和解析计算结果。此项研究可为CFRP加固钢结构后的涡流无损检测提供理论基础。     

电力变压器线圈短路力计算与分析

针对电力变压器线圈的短路问题,分析了其易短路的原因;介绍了电力变压器线圈短路力简化计算模型和线圈径向力与轴向力的计算分析方法;提出了在产品设计过程中如何提高抗短路强度的具体措施.     

局部放电高性能电流传感器的设计

设计了一种基于罗氏线圈的高频电流传感器,对高频等效电路模型进行了理论计算,分析了影响传感器性能的各项参数.然后用Matlab软件对传感器进行仿真,总结参数变化对传感器性能影响的规律,最终确定适合本设计的传感器参数.最后对传感器加装处理电路,实现信号幅频响应通带到阻带快速降落的良好边界性能.测试结果表明,在特定频段内该传感器具有频带宽、灵敏度高及通带到阻带降落迅速等特点,性能良好.     

基于现场测量的多孔材料声学特性参数估计

研究了一种基于现场测量估计多孔材料的特征阻抗和波数等参数的方法。该方法利用PU探头可以同时测量声场中某一点的声压和质点运动速度的特点,借鉴双空腔法原理,通过测量不同边界条件下多孔材料的表面阻抗,经过计算得到材料的特征阻抗和波数。并对不同的边界条件进行了比较,确定了比较合适的边界条件组合。通过试验值与计算值的对比,对该方法进行了验证。该方法克服了基于阻抗管方法的缺点,具有方便、快捷等特点。     

基于有限元ANSYS的圆线圈磁场仿真研究

运用有限元软件ANSYS建立了螺线管圆线圈仿真模型,并在此模型下对亥姆霍兹线圈的磁场测定进行计算机仿真,然后通过Matlab对仿真结果进行计算,仿真实验结果与理论相符,验证了该模型可以在螺线管圆线圈电磁场相关理论开展数值仿真研究.     

用频率法计算变压器线圈的暂态电压

本文提出了计算变压器线圈谐波电压用的等值电路,以及计算变压器线圈暂态电压的频率法,导出了单相和三相变压器线圈暂态电压的计算模型。并以实例的计算结果,初步验证了本文所提出的计算方法。     

基于新型正八边形励磁线圈的高精度电磁流量测量技术研究

受外界扰动和流速分布的影响,电磁流量计在进行流量测量过程中仍然存在测量精度不高的问题,改进电磁流量计励磁线圈结构是提高精度的重要手段之一.本文基于新型正八边形励磁线圈实现了电磁流量测量精度的提高,首先在研究权重函数优化原理的基础上,通过分析了正八边形线圈的磁场理论模型得出了基于均匀磁场理论的电磁流量计优化思路;其次,基于有限元分析软件建立了正八边形励磁线圈电磁流量计的仿真模型,确定了正八边形励磁线圈磁场分布最优的结构参数,并通过对比圆形和方形线圈同等条件下的权重函数分布,证明了正八边形线圈权重函数分布均匀性优势;最后搭建实验平台,进行磁场测试实验和流体测试实验进行验证.磁场测试结果表明,正八边形线圈电磁流量计磁感应强度在管道中心区域能够维持在2.063mT左右,总体磁感应强度波动范围在0.11mT以内,说明正八边形线圈磁场具有良好的均匀性;流体测试结果表明,当流量在0.743m/s-2.582m/s时,单点相对示值误差最大仅为0.950%,系统重复性误差在1.034%以下,经过优化后的系统提升了测量精度,对后续电磁流量测量计的励磁线圈设计具有指导意义.     

传输线变压器在高压脉冲源中的应用

传输线变压器具有良好的高频特性,能够克服传统脉冲变压器的分布电感和分布电容对脉冲传输的不良影响。建立传输线变压器的理论模型,分析其基本工作原理,根据传输线理论探讨使用传输线变压器时的最佳匹配条件以及使用中阻抗失配引起的波形畸变;采用同轴电缆和高磁导率的铁基非晶磁性材料绕制传输线变压器,将其作为高压脉冲源的输出装置并进行相关实验。实验结果表明传输线变压器对输出脉冲的响应良好,减小了能量损耗。     

Middle range wireless power transfer systems with multiple resonators

The equivalent two-port network model of a middle range wireless power transfer(WPT) system was presented based on strongly coupled multiple resonators. The key parameters of the WPT system include self-inductance, resistance, parasitic capacitance, mutual inductance and S-parameters of coils resonators were analyzed. The impedance matching method was used to optimize load power and transmission efficiency of the multi-resonator WPT system, and the impedance matching method was realized through adjusting the distances between the coils and resonators. Experiments show that the impedance matching method can effectively improve load power and transmission efficiency for middle range wireless power transfer systems with multiple resonators, at distances up to 3 times the coil radius with efficiency more than 70% and load power also close to 3.5 W.     

一机四锭低频电磁铸造铝合金理论研究

通过ANSYS有限元对四锭低频电磁铸造铝合金时,结晶器外套材料对铸锭内部磁感应强度的影响以及4个线圈之间磁场相互影响进行了数值模拟,结果表明,当结晶器外套为导磁材料A3钢时,可以增大铸锭内部的感应强度;对多流低频电磁铸造来说,推荐线圈之间的最佳距离为:相邻线圈电流方向相同,线圈之间的距离应大于30 mm.     

电磁成形用螺线管线圈电感的研究

线圈电感是研究电磁成形放电过程的基本物理参数。通过有限元法和解析法分别救解了电磁成形用螺线管线圈的电感,在解析法求解中分别将其等效为螺线管和圆柱线圈。最后将计算结果与实测结果进行了对比,得到了电磁成形用螺线管线圈电感的计算模型。