脉冲磁控真空计的工作磁场分析

讨论了脉冲磁控真空计设计中与磁场相关的问题,包括磁场配置及可产生稳定的磁控放电所必须满足的着火条件;给出了所设计的磁场下某些型号真空灭弧室的压强—离子流曲线。     

脉冲磁场充磁的若干问题探讨

定性地分析了在脉冲充磁技术应用中存在的一些问题，并对解决这些问题的方法进行了探讨。     

脉冲磁场发生器中用Braunbeck线圈的分析

研制一台用于肿瘤治疗的脉冲磁场发生器的关键单元是磁场线圈的设计和研制。为设计一种均匀区域更大、均匀度更高、工作更稳定的磁场线圈,在总结课题组前期工作的基础上,提出用一种4线圈系统的Braunbeck线圈替代传统的Helmholtz线圈。并对Braunbeck线圈的几何参数和中心磁场进行了理论计算、用COMSOL Multiphysics有限元软件进行内部磁场分布仿真以及研制出实物并对其性能进行了实测,结果显示该Braunbeck线圈工作性能稳定,磁场均匀度>95%的区域达到了在线圈径向-0.18～0.18m、轴向-0.17～0.17m之间,较课题组前期设计的Helmholtz线圈有了较大改进,为后续医学实验奠定了基础。     

用于糖尿病并发症研究的极低频脉冲磁场设计与实现

糖尿病作为一种终身代谢性疾病,并发症高达一百多种。研究表明,脉冲磁场能促进胶原纤维沉积,改善胶原纤维排列和取向,有助于糖尿病伤口愈合,能有效地促进糖尿病患者的溃疡静脉愈合。为了进一步探索脉冲磁场在糖尿病治疗中的场强、脉冲宽度、频率和治疗时间,本文提出了一种脉冲磁场发生方案,应用此方案设计了基于STM32单片机控制的低频脉冲磁场发生装置,其可以输出0~100Hz连续可调,最大磁感应强度100m T的脉冲磁场。利用ANSYS软件进行仿真,确定并优化磁场产生线圈的结构与尺寸。用STM32单片机对磁场进行控制,设计出相应的硬件及其接口,实现了对磁感应强度的实时控制与检测。通过选择开关器件、设计线圈和续流回路等措施减少脉冲磁场宽度,通过对螺线管线圈结构的设计,减少线圈发热对生物实验的影响。试验表明,该装置操作简便,性能稳定可靠,已在糖尿病并发症治疗的研究中得到应用。     

大功率脉冲磁场电源系统

本文描述了中国环流器2号A(HL-2A)装置磁场电源系统,并介绍了电源的控制系统和实验结果。磁场电源总脉冲容量近250mV·A,一次放电脉冲释能1200mJ,电源主回路主要由飞轮脉冲发电机、晶闸管变流设备、硅整流器等组成。实验表明,磁场电源的性能指标能够满足装置实验的要求。     

肿瘤治疗用脉冲磁场发生器中聚焦磁场线圈的研制

为了开展荷瘤动物的在体肿瘤治疗实验研究,并提高肿瘤治疗的有效性和安全性,要求脉冲磁场发生器的磁场线圈具有较好的聚焦性能。为此,在总结课题组前期工作的基础上,提出了一种球面型聚焦线圈阵列。首先通过COMSOL Multiphysics有限元软件对改进前和改进后2种球面型聚焦线圈的磁场分布进行了仿真分析;然后确定了聚焦线圈模型,并仿真分析了子线圈的半径和线径对磁场分布的影响,进而确定了线圈参数并完成了实物的研制;最后对聚焦磁场线圈的聚焦性能进行了实测与评估。研究结果表明,改进后的聚焦磁场线圈的聚焦性能比改进前有了很大提高,子线圈半径对聚焦线圈的磁场分布有较大的影响,而子线圈的线径影响较小。总之,所设计和研制的球面型聚焦线圈阵列的聚焦性能较好,满足设计要求,为下一步的脉冲磁场发生器的研制和医学实验奠定了坚实基础。     

基于法拉第电磁感应法的脉冲强磁场测量方法

由大电流对负载高压放电产生的脉冲强磁场磁场强度高,随时间变化剧烈。为解决测量系统不仅要有较宽的量程,还要有很快地响应速度的问题,研究了根据法拉第电磁感应定律,通过线圈感应电动势确定磁通量的变化,进而得到磁场的强度的测量方法。从线圈各匝间的绝缘和多次测量使用考虑,采用了单匝线圈作为测量元件,并通过良好的接地和屏蔽措施提高测量系统的稳定性和抗干扰能力。将磁场测量结果与通过电流计算的理论值比较,误差很小,这验证了方案的可行性。线圈制作简单,只要解决好屏蔽问题,就可以作为一种测量强磁场的有效手段。     

微秒级强脉冲磁场的产生和测量

给出了强脉冲磁场的产生方法和单匝线圈产生磁场的理论计算 ,并且用微分环法和法拉第磁光效应法对单匝线圈产生的磁场进行了测量 ,测量结果与理论计算值相符。     

真空灭弧室真空度现场测试技术研究

使用改进的Π形励磁线圈磁控放电法测试灭弧室的真空度,不必拆卸灭弧室.同时采用80CI96单片机进行同步控制与数据采集处理,提高了灭弧定真空度的现场测试灵敏度.     

真空灭弧室内部气体压力测试仪励磁线圈磁场计算

通过对瓦状线圈磁场建模、计算,并与侧靠式线圈磁场计算结果进行比较,从理论上分析了瓦状线圈在基于磁控放电法进行内部气体压力测量中的可行性和优越性,从而为开展不拆卸测量灭弧室内部气体压力时线圈的选择和安置提供了理论依据。     

纳秒脉冲下真空绝缘沿面闪络特性实验研究

通过实验研究了纳秒脉冲(10/30 ns)下,真空绝缘沿面闪络电压随圆台形绝缘体锥角、圆柱形绝缘体截面直径、实验气压以及电极材料等物理因素的变化趋势,结果表明圆台形绝缘体锥角变化对闪络电压影响非常明显;厚度相同的圆柱形绝缘体闪络电压随截面直径的增大而降低,且直径越小,变化幅度越大;当气压处于高真空范围,即10-5~10-1Pa时,气压变化对闪络电压不构成影响;高真空条件下不同电极材料对闪络电压无影响。并在系统分析实验结果的基础上,提出了真空绝缘结构设计原则。     

脉冲强磁场测量系统的设计与仿真分析

分析了脉冲强磁场测量的原理,介绍了感应线圈的设计和标定以及可能采用的三种积分器,然后结合具体的参数对由三种积分器构成的脉冲强磁场测量系统进行了仿真。分析和仿真说明,通过设计适当线圈尺寸,并结合数字积分,可以准确地测量70T的脉冲强磁场,测量准确度可达±0.2%。     

超级电容器用于建立强脉冲磁场的可行性研究

为解决爆炸磁流体发电机应用设计中储能高压脉冲电容器存在的一些缺点,提出了一种以超级电容器替代高压脉冲电容器作为储能器件建立强脉冲磁场的设计方案。在给出脉冲放电回路中超级电容器的等效电路模型、超级电容器模块的设计原则和储能系统管理方案后,对超级电容器模块振荡放电和非振荡放电两种类型进行了分析计算。超级电容器模块和高压脉冲电容器模块的放电电流仿真波形和模块参数的对比结果表明,在产生同样大的脉冲电流下,超级电容器模块放电持续时间更长,在体积和重量上有一定的优势,用于建立强脉冲磁场是可行的。     

汽轮机真空系统漏气在线测量方法

在介绍湿冷与直接空冷汽轮机真空系统严密性试验法及分析其不足的基础上，提出汽轮机真空系统漏气量在线监测法，简述汽轮机真空系统漏气计量仪的特点及在线监测法的优点。     

大功率纵磁场真空断路器的大电流加速电寿命试验的研究

通过对国产10kV/630A/20kA真空断路器实际电寿命试验以及大电流开断试验,研究了大功率纵磁场真空断路器采用大电流加速电寿命试验方法的可行性,试验及理论分析表明,对于纵磁场真空断路器采用大电流加速电寿命试验不仅方法可行,而且还能由短路电流分断次数推算出等效额定电流下的操作次数来。     

集成式脉冲电流传感器

在印制板的双面上均匀密布环状印刷线路,形成印制板式线圈,代替用导线绕制的传统罗氏线圈.在这种印刷线圈中,印制线路既充当传统罗氏线圈的小线匝的作用,还起着信号的耦合和传输作用.本文分析了双面板印刷线圈的构成方法、测量脉冲电流的工作机理、等效电路模型和线圈本身上升时间的计算方法.研究了印刷线圈的单面、双面和两个顺次串联线圈的自感系数、内阻、分布电容、阻抗特性和相频特性,并归纳了影响印刷线圈上述电气参数的重要因素.利用所制作的印制板式传感线圈测量脉冲功率源中的脉冲大电流.理论研究与实验表明,在不影响传感器带宽和动态特性的前提下,可以用环状印刷线路代替传统罗氏线圈的绕线;将印刷线圈顺次串联,能有效提高传感器的信噪比.