磁偶极子电磁场计算及仿真

在对称线圈上施加强脉冲电流,在脉冲电流的激励下,线圈中产生感应脉冲磁场,从而实现同极性磁场撞击.在撞击过程中,磁能会以一种波的形式激发出去,从而产生激磁波.激磁波是一种磁性波,其能量主要通过磁场的变化进行传递.利用有限元的方法对对称线圈的内部外部分别进行仿真,讨论并分析了点磁场在空间和时间上的变化.     

一种非高压条件下的对称脉冲磁场对撞试验研究

本文介绍了激磁波的产生机理，并利用麦克斯韦方程对偶极子磁场传播特性进行了理论分析；设计实现了一种基于对称线圈的脉冲磁场对撞试验装置，对比分析了线圈匝数、作用距离等因素对激励脉冲信号的影响。结果表明，试验条件下对称磁场激励信号幅值近似呈 1/R 规律传播衰减，且在穿透特性上与激磁脉冲波差异较为明显。本文对开展激磁脉冲波的试验研究具有一定借鉴意义。     

冷原子干涉仪中二维磁光阱线圈的优化设计

大通量冷原子源是实现高精度冷原子干涉仪的关键技术之一。为获得大通量冷原子源,通常采用二维磁光阱(2D-MOT)和三维磁光阱(3D-MOT)的级联结构,其中2D-MOT的磁场分布是影响其性能的重要因素。通过数学建模及有限元分析,对2D-MOT中不同构造(长方形、跑道形、马鞍形)的反亥姆霍兹线圈进行数值计算,分析了不同构造线圈的磁场分布及因在制造与装配过程中产生的偏心、线圈不对称、平行度及内径不对称误差造成的磁场零点漂移和磁场梯度变化。分析结果表明,在偏心误差C1.14 mm,线圈不对称误差I0.016 A,平行度误差1.02时,马鞍形线圈产生的磁场梯度更有利于制备大通量冷原子源。该结果为冷原子干涉仪2D-MOT的磁场系统设计和加工提供了理论指导。     

基于线性霍尔传感器的角度测量的非线性校正方法研究

本文提出了一种基于线性霍尔传感器的角度测量的非线性校正方法,在固定磁铁上绕制一定匝数的线圈,线圈产生的磁场与磁铁产生的磁场垂直,空间磁场为上述两个磁场的叠加,固定霍尔传感器的位置,同时保持控制电流不变,让磁铁绕霍尔传感器旋转产生角度的变换,霍尔传感器输出电压也将产生变化。对增加线圈和不增加线圈两种结构进行理论分析和仿真,从仿真结果看,霍尔电压与夹角的关系曲线明显线性增加,测量范围扩大,在角度测量中具有独特的优点。同时设计了传感器硬件电路,进行了实验测量,仿真和实测结果表明：该方法具有电路简单、实时性好、频率相应快、抗干扰能力强、安装调试方便等特点。     

利用激振器改制压电加速度校准器

荷兰PHILIPS公司生产的PR9270型激振器是一种电动式激励装置(图1).由信号发生器产生音频信号,经过功率放大器进行功放后输送到PR9270的激励线圈,由于交变磁场与激振器内恒磁场的相互作用,线圈便产生相应频率的机械振动,激振力由固定在线圈上的顶杆传给被试物体.     

超磁致伸缩薄膜耦合特性驱动磁场的设计方法

针对超磁致伸缩薄膜对驱动磁场的要求,设计了一种能产生高均匀度、高强度磁场的赫姆霍茨线圈,并对该线圈的尺寸结构进行了优化设计,同时对磁场轴向和径向的均匀度进行了理论计算和ANSYS仿真.实验验证了该线圈提供的驱动磁场具有很高的均匀度和足够的强度.在此基础上进一步探索性地研究了薄膜内部磁场的动态特性.     

电子束纵向泵浦准分子激光器

本文讨论了电子束纵向泵浦准分子激光器,详细分析描述了用三个线圈产生约束磁场使相对论性电子束能够最有效地与激光介质进行耦合产生能量转移,从而获得尽可能高的功率输出。给出的装置中磁场的分布、电子束的标准都达到了良好状态。在电子束入端与出端截面上,从轴线到边壁得到了钟型对称分布。单脉冲能量10～15J,脉宽8～10ns。在这个装置     

一种智能金属检测器的实现方法

目的：介绍了一种智能金属检测器的实现方法,其主要优点是在保证生产效率的前提下,可实现对食品生产过程中所含金属异物的自动检测。方法：根据金属和非金属材料在交变磁场中产生涡流的现象,采用特定频率的发射信号经发射线圈产生磁场,通过接收线圈中线圈所产生的感应电动势进行分析。结果：通过硬件仿真,有金属通过传感器时,接收信号会有明显变化,幅值增大可判定有舍有金属异物通过传感器。结论：经过仿真和理论分析该设计能实现对金属异物的自动检测。     

基于均匀磁场的WPT系统抗偏移方法仿真与优化

多个设备在同一无线充电平台上充电,其效率因摆放位置不同而差异明显,为了解决这一问题,本文设计了一种锥形线圈与平面线圈相结合的新型发射线圈。该方法通过计算单匝线圈在空间一点的磁通密度,推导出磁场均匀性与传输距离及线圈各个参数之间的关系,计算得出在设计参数下锥形线圈的最佳角度,再利用平面线圈对磁场进行补偿,使设计的发射线圈在充电区域尽可能产生均匀磁场。仿真计算表明接收线圈在所设计的充电平台上偏移25 mm范围内,效率波动不超过10%。相比于传统的平面发射线圈,混合发射线圈大大提高了无线充电系统的抗偏移能力。     

螺线管结构参数对脉冲磁场的影响

研究了线圈间距、匝数、个数以及不锈钢套筒对脉冲磁体产生磁场的影响规律。在储能电容和电压不变的前提下,研究结果表明：增加线圈间距会导致磁感应强度降低,磁力线包络增大,但总电流达到峰值时刻减小;增加线圈匝数,峰值电流明显减小,会降低磁感应强度,但有利于抑制磁力线包络;增加并联线圈个数,有利于产生较长的均匀区,但是在供能一定的条件下,磁场强度有所降低,同时总电流达到峰值时刻减小。总体来看,在一定均匀区长度的设计要求下,减少单个线圈匝数,增加并联线圈个数,能够得到磁感应强度更大、均匀性更好的磁场,但要考虑线圈承载电流的能力。另外,不对称的阴阳极金属结构会导致磁场不对称分布,且磁感应强度达到峰值时刻要晚于总电流达到峰值的时刻。     

方形亥姆霍兹线圈磁场系统均匀性分析

方形亥姆霍兹线圈用于模拟零磁场或量程范围内的任意大小和方向的磁场,其磁场均匀区与线圈结构尺寸有关。为了得到其磁场均匀区与结构尺寸的关系,构建了方形亥姆霍兹线圈的数学模型,导出了线圈内部任意点的磁感应强度矢量表达式,得出了输出电流与产生磁场大小的对应关系,利用程控恒流源和磁强计跟踪补偿动态地模拟出稳恒磁场,对系统产生的磁场的均匀区进行了测定,分析表明,理论计算与实验结果有较好的一致性。     

感应式频率域磁场传感器设计

为解决长期制约我国电磁法勘探技术发展的感应式频率域磁传感器研制问题,以法拉第电磁感应定律为基础,通过对磁芯材料研制、感应线圈绕制、输出信号的开环补偿以及电场干扰信号的梳状屏蔽技术的研究,总结出传感器研制调试方法,并成功研制感应式频率域磁传感器。测试与试验结果表明,该传感器具有在3～10 000 Hz的工作频带内幅频特性曲线平坦的特点,实测结果与进口传感器相当。满足物探电磁法测量需要。     

New design concept of the magnet system generating the high pulsed field in combination with the bias field of the superconducting magnet

A new design concept of the axisymmetric magnet system generating the very high pulsed magnetic field which is superimposed on the bias magnetic field of the superconducting magnet is presented. The pulsed magnet consists of two coaxial coils which are wound in opposite directions. The geometry of both pulsed coils, i.e. the working (inner) one and the compensating (outer) one is designed in such a way that the mutual coupling between the small pulsed magnet and the outer superconducting magnet is practically zero. This configuration prevents the rise of the high induced voltage on the current leads of the superconducting magnet when the pulsed magnet is being energised, hence resulting naturally in protection of the system (superconducting magnet and the current source) against possible damage. Further, it is predicted that the stray field of the pulsed magnet, which gives rise e.g. to the eddy currents in the winding of the superconducting magnet, is considerably decreased. The simple theory enabling the design of the geometry of the compensating pulsed coil is derived. The advantages of this new concept are demonstrated on the results of the theoretical analysis using, as an example, one of the pulsed coils that were designed and fabricated in the Clarendon Laboratory, in connection with the Oxford Instrument superconducting magnet (Clarendon hybrid outer) which can generate a steady magnetic field up to 10 T in a room temperature working space with a diameter of 240 mm.     

基于频响函数测量脉冲磁场屏蔽效能的新方法

脉冲磁场屏蔽效能测量是在时域通过对脉冲波形进行测量并按峰值衰减量确定的。从连续波频率响应出发,研究了一种基于频率响应函数构建系统模型,并根据建立的模型计算屏蔽体脉冲磁场屏蔽效能的方法。对该方法的可行性进行了实验分析,结果表明,该方法测量结果与时域测量结果吻合得较好,从而为脉冲磁场屏蔽效能的测量提供了新的测试手段。     

Effects of magnetic field on the polaron in an asymmetrical Gaussian confinement potential quantum well

The effects of a magnetic field on the vibrational frequency, the ground state energy and the ground state binding energy of a weak-coupling polaron in asymmetrical Gaussian confinement potential quantum well (AGCPQW) are investigated by using linear combination operator and unitary transformation methods.Our calculated results show that the vibrational frequency increases with increasing cyclotron frequency of the magnetic field;meanwhile, the absolute value of the ground state energy and the ground state binding energy decrease.The vibrational frequency, the absolute value of the ground state energy and the ground state binding energy are increasing functions of the barrier height of the AGCPQW.It is shown that the barrier height of the AGCPQW and the magnetic field are important factors that influence the properties of the magnetopolaron in AGCPQW.     

行波磁场摆动器产生自由电子激光的初步研究

在一定放置的线圈中通以正弦交流电时,其附近空间就会产生一个正弦行波磁场,磁场的极距和行波的速度都可以通过输入的频率加以调节。相对论性电子在这种摆动器中的散射波长比较短,而能量因子值可以变,这既有利于向短波长方向发展,又有助于自由电子激光器的小型化。     

非晶带GMI效应闭环弱磁场传感器

利用脉冲电流退火处理后的Co66.3Fe3.7Si12B18非晶带作为敏感元件,研制出一种基于非晶带GMI效应的闭环磁场传感器。分析了传感器的工作原理,设计了传感器的信号处理以及负反馈电路,并对传感器性能进行了测试。闭环传感器在线性量程为±260A/m范围内,线性度提高为0.49%。传感器可应用于地球磁场、环境磁场等微弱磁场检测领域。     

A submillimeter gyrotron with a pulsed magnetic field

Pulse solenoids seem promising for sumbillimeter wave generation in gyrotrons. In this paper a single-pulse submillimeter gyrotron with a pulsed magnetic field is described. At the wavelength 0.8 mm the output power 120 KW with the efficiency 15% has been obtained.