基于磁耦合谐振的旋转机械嵌入式监控供能技术研究

磁耦合谐振式无线能量传输技术是一种新型的电能传输技术,具有传输效率高、传输距离远的优点.对这种传输技术的基本原理进行了研究,提出利用该技术向安装在旋转部件上的嵌入式监控系统无线输送能量.设计了一对一的能量传输系统,并在此基础上研究了一对多的能量传输模式,分析了一对多的传输机理,实验中将多个接收线圈上的LED点亮.在接收线圈为简单线圈的方向性实验中,当接收线圈与发射线圈平行时,接收线圈接收到的能量最大,而当两者垂直时,接收线圈将接收不到能量.将接收线圈设计成2组圆线圈正交和3组圆线圈正交的形式,保证始终有磁感线穿过接收线圈,提高接收效果,实验验证了这种方法的有效性.     

基于生物安全性的无线能量传输系统发射线圈优化设计

针对为胶囊内窥镜供能的无线能量传输技术在应用过程中对人体组织可能造成伤害的问题,进行了无线能量传输系统发射线圈优化设计研究.分析了人体组织安全性与无线能量传输系统发射线圈之间的关系,提出用磁场均匀度、频率稳定度等指标来评价发射线圈性能,并建立了以能量传输效率为目标函数、以人体安全性和能量需求为约束条件的最优化模型.该模...     

无缆式微机器人内窥镜系统的研制及离体实验

研制了一种用基于直流电机的直线驱动器实现机器人仿蚯蚓蠕动的无缆式微机器人内窥镜系统。该系统由无线通信控制模块、PC机、微机器人、无线能量传输控制器和无线能量发射线圈组成,用无线方式来实现人机通信和能量传输,解决了传统机器人内窥镜拖缆带来的肠壁损伤问题。研究工作包括微机器人的运动原理分析,无线能量传输简化模型的建立,无线能量传输原理的推导,以及系统离体实验的实施。实验表明:该微机器人的直线驱动器最大输出力为2.55N,机器人在能量传输范围内驱动电压稳定,满足系统运行要求。微机器人在离体猪结肠和小肠内运行均平稳、可靠。机器人摄像通信模块能够实时拍摄并传送出肠道内壁的图像。该研究为进一步实现人体全肠道无创诊疗奠定了基础。     

结肠机器人无线能量传输系统的设计与实现

为使结肠机器人摆脱供电线缆,深入肠道内部,研制了一种无线供能装置．该装置基于电磁耦合原理,可在人体胃肠道区域产生固定频率的均匀交变磁场,并针对结肠机器人在人体内运动的功率要求、姿态与位置的不确定性及尺寸要求等,设计了合适的接收线圈模型．用不同股数的绕线制作了8种相同外形尺寸的接收线圈,比较各线圈的接收效率,最终选用10股绕线制成的线圈．实际搭建了为肠道机器人供能的无线能量传输系统,并验证了其可行性．     

胶囊微机电无线能量传输系统设计与试验研究

首先介绍了胶囊微机电无线电能传输系统的原理和系统的基本构成,然后设计了以松耦合变压器为基础的无线电能供给系统,采用互相正交的二维线圈来接收能量并进行试验研究.结果表明:不管体内微机电系统处在何种位置和姿态,都可以有效接收能量,特别在初级绕组窗口宽度内,次级绕组接收能量可以高达110～240 mW.最后研制了胶囊微机电无...     

基于线圈磁耦合模型的无线充电仿真研究

飞行器电气系统"无缆化"是目前研究的热点关键技术之一.本文基于无线传感器网络系统,建立了磁耦合无线能量传输模型和简化电路图,并结合实际工程需要,利用有限元法和控制变量法对磁耦合模型进行仿真分析,详细探讨了磁耦合无线电能传输中的各模型参数对传输功率的影响.最后,在需求传输功率的要求下,对耦合无线能量传输模型中的传输距离、谐振频率和不同激励幅值等参数进行了对比分析和参数优选.本工作针对磁耦合模型的应用研究展开了深入分析,能够为后续工程应用中设计满足需求的磁耦合无线电能传输系统提供一定的借鉴意义.     

基于无线技术的生理参数采集系统及其设计

应用无线技术的生理参数采集系统减少了系统间的电缆连接,具有携带方便、应用灵活等优点,在病人监护和运动医学中具有重要的意义.文中实现了以8051为主控芯片,PTR8000无线数据传输漠块为核心,围绕PC机构建的无线生理参数采集系统,具体阐述了系统的总体设计框图、硬件电路设计和软件编程.该系统实现了人体脉搏波的远程无线测量,传输性能稳定,可靠工作距离达100 m,对周围电子仪器干扰小,显示了很好的应用前景.     

论存储器技术和数据预处理技术在运载火箭遥测系统中的应用

运载火箭飞行的特殊时段(如火焰干扰段等)遥测参数和大量的速变遥测参数的获取是型号遥测系统研制的难题,通过采用存储器测量技术和数据预处理技术,不仅实现了特殊时段遥测参数的获取,而且压缩了遥测传输系统的容量,保证了遥测参数获得的可靠性.本文主要介绍存储器技术和数据预处理技术在遥测系统中应用的原理和具体情况.     

基于单片机的数据采集和无线数据传输系统研究

数据采集技术和无线传输系统是信息科学的重要分支,它在很多方面都有重要应用。基于单片机的数据采集与无线传输系统采用高性能无线收发模块、AD转换、AT89S52单片机、串行通信等模块实现了一种可靠、高效的数据采集、传输系统。该电路简单,性能稳定,测量精度和灵敏度高,成本较低,适合实际应用。     

应用于无线传感器节点的微小型复合能源收集系统(英文)

设计并实现了一种可应用于无线传感器节点的复合能源系统样机,基于一种无线地磁交通流传感器,提出了本文的设计目标.选择太阳能、风能、应变能作为系统的能量源.根据这3种不同能量源的特性,对能量管理模块与能量储存模块进行了针对性设计,最后实现并测试了样机.实验结果表明,该样机可连续35 h在3.55 V电压下输出50mW的电能.     

基于电感数字变换传感器的智能小车自动循迹系统

为了解决智能循迹小车常用的路径识别传感器易受电磁、光线等干扰的问题,提出了基于电感数字变换传感器的智能小车自动循迹系统。通过分析电感数字变换传感器的工作原理,得出通过扩展传感器感应线圈来扩展感应范围的方法,并基于该方法设计了一种使用单个LDC1000电感数字变换器的传感模块。该模块利用SN74LV4052A模拟开关实现对传感器线圈的扩展;采用MSP430单片机搭建了包括主控模块、电源模块、驱动模块和传感器模块的循迹硬件测试系统;通过实时采集和处理传感器的数据并对小车位置进行调整,实现了硬件测试系统循迹的功能;最后,在测试系统上进行了传感器对金属的感应实验和循迹测试。实验结果表明：该传感器可实时检测到轨道与线圈的水平和垂直距离的变化,可以为循迹功能的实现提供保证;该智能小车在5 mm宽的锡箔纸轨道上可以得到良好的循迹效果。研究结果表明该系统具有适用性强、检测技术稳定的特点,可以广泛应用于工业现场智能循迹。     

Analysis of a flux-coupling type superconductor fault current limiter with pancake coils

The characteristics of a flux-coupling type superconductor fault current limiter (SFCL) with pancake coils are investigated in this paper. The conventional double-wound non-inductive pancake coil used in AC power systems has an inevitable defect in Voltage Sourced Converter Based High Voltage DC (VSC-HVDC) power systems. Due to its special structure, flashover would occur easily during the fault in high voltage environment. Considering the shortcomings of conventional resistive SFCLs with non-inductive coils, a novel flux-coupling type SFCL with pancake coils is carried out. The module connections of pancake coils are performed. The electromagnetic field and force analysis of the module are contrasted under different parameters. To ensure proper operation of the module, the impedance of the module under representative operating conditions is calculated. Finally, the feasibility of the flux-coupling type SFCL in VSC-HVDC power systems is discussed.     

Measurements of Heat Capacity of Pure Titanium and Zirconium by Electromagnetic Levitation

The heat capacity of titanium and zirconium was measured in the temperature range from approximately 1,300 K to 1,800 K . The measurement technique is based on the modulated power method originally proposed by Fecht and Johnson. The heat capacity of a sample can be derived from the sample’s temperature response to the modulated electromagnetic heating power if the sample’s total hemispherical emissivity is known. The experiments were performed using an electromagnetic levitator. The solid titanium and zirconium samples were suspended in the center of an induction coil with a very small diameter (0.15 mm) Pt (87 %)-Rh (13 %) wire. The heat capacity measurements of titanium and zirconium are presented, and the uncertainty is estimated to be ±3 %.     

磁阻型电磁铆接工艺研究

目的 为了掌握磁阻型电磁铆接新技术,研究工艺参数对铆接驱动力的影响规律.方法 通过改变放电电压、线圈导线截面尺寸和弹丸尺寸等参数进行磁阻型电磁铆接试验研究,分析各参数对直径为8 mm的2A10铆钉镦头变形的影响,与感应式电磁铆接的成形铆钉进行对比.结果 随着放电电压的升高,铆钉镦头变形量增加;相同放电能量下,导线截面尺...     

Tilted toroidal coils for superconducting magnetic energy storage systems

Superconducting magnetic energy storage (SMES) systems can be used to improve power supply quality and reliability. In addition, large amounts of power can be drawn from a small stored energy supply. Nevertheless, the strong electromagnetic force caused by high magnetic fields and coil current is a serious problem for SMES. To cope with this problem, we propose a new coil design, the tilted toroidal coil (TTC). The TTC, obtained from the toroidal field coil (TFC) system by varying two pitching angles, allows the balancing of the electromagnetic force in the major radius direction, maintaining the same manufacturing simplicity of the TFC system. After determining balanced configurations through computer simulation, we built an experimental device to confirm the feasibility of the balancing effect.     

The Pulsed Eddy Current Differential Probe to Detect a Thickness Variation in an Insulated Stainless Steel

Non-destructive testing (NDT) plays an important role in the safety and integrity of the large industrial structures such as pipelines in nuclear power plants (NPPs). The pulsed eddy current (PEC) is an electromagnetic NDT approach which is principally developed for the detection of surface and sub surface flaws. In this study a differential probe for the PEC system has been fabricated to detect the wall thinning in insulated steel pipelines. The differential probe contains an excitation coil with two hall-sensors. A stainless steel test sample was prepared with a thickness that varied from 1 mm to 5 mm and was laminated by plastic insulation with uniform thickness to represent the insulated pipelines in the NPPs. Excitation coil in the probe is driven by a rectangular current pulse, the resultant PEC response which is the difference of the two hall sensors is detected. The discriminating features of the detected pulse, peak value and the time to zero were used to describe the wall thinning in the tested sample. A signal processing technique such as power spectrum density (PSD) is devised to infer the PEC response. The results shows that the differential PEC probe has the potential to detect the wall thinning in an insulated pipeline of the nuclear power plants (NPPs).     

基于高低压电源切换的双环恒流控制电磁流量计励磁控制系统

为了提高电磁流量计高频方波励磁性能,基于励磁恒流控制仿真分析,采用外环高低压电源切换和内环电流微调的双环励磁恒流控制方式,以保证电磁流量计高频方波励磁时一次仪表输出信号零点稳定、电源利用效率高。设计方波励磁控制系统,以实现高频方波精确励磁。仿真结果表明,高压源电压越高越有利于拓宽励磁频率范围。实验结果表明,系统在高频方波励磁时,励磁电流响应速度快且电磁流量计传感器输出信号零点稳定。     

利用高速振动降低零件回弹及蒙皮件制造——电磁成形技术的新应用

目的 为了解决传统大型蒙皮成形需要大型装备及零件回弹大的问题,提出带弹性垫的蒙皮件电磁渐进成形新方法.方法 通过电磁线圈放电,材料在磁压力和弹性垫的反弹力作用下出现高速振动,消除零件回弹.采用ANSYS和ABAQUS有限元分析软件分别进行电磁场和结构场模拟,分析有无弹性垫、线圈结构和放电位置对蒙皮成形质量的影响规律.结果 在无弹性垫的条件下对板料进行冲击,板料上的塑性应变几乎没有变化.如果采用螺旋方形线圈和带弹性垫的成形工艺,虽然板料上的塑性应变增加,但是线圈正对板料区域出现1.5 mm的鼓包.采用电磁屏蔽方法调整板料上的电磁力分布和材料流动,当线圈在6个位置多次放电后,板料回弹明显减低,并且零件表面光滑.结论 在模拟得到的最佳工艺参数下,建立了实验装置,实验结果与模拟一致.