中频电流开断实验的外施纵向磁场励磁系统

设计一种应用于中频真空电弧实验的外施纵向磁场励磁系统。该系统由中频电流互感器感应主回路电流,产生二次电流为亥姆霍兹线圈励磁,从而在线圈轴线中心处产生与主电流同相位的纵向磁场,模拟纵向磁场线圈触头产生的磁场,且磁场通过变比可调。首先从理论出发,建立亥姆霍兹线圈轴线中心处磁感应强度与二次电流的关系,详细介绍系统重要参数的设计过程。其次针对电流互感器铁心磁导率高且漏感小的特点,简化其等效电路,并经计算证明实验电流为最大时电流互感器的铁心未饱和,一次电流与二次电流的相位差满足设计要求。最后对励磁系统性能进行测试实验,在交流实验中,假设了回路电流的数学模型并根据实验数据求解磁感应强度,B/I值计算结果与理论值一致,验证了设计方法的有效性和实用性。     

一种三轴方形亥姆霍兹线圈磁场发生装置设计

介绍了一种应用于电磁生物实验的三轴方形电磁场发生装置,推导了三轴方形亥姆霍兹线圈磁感应强度表达式,并设计出整套亥姆霍兹线圈磁场发生器。该系统由lab VIEW软件控制单片机产生控制信号,送至LM1875T功率放大电路,输出驱动三轴线圈产生磁场,经磁感应强度检测后送至labVIEW软件显示。该装置的操作简单、功能多样化、人机界面友好,适合于非电子专业的人员操作。     

梯度场麦克斯韦线圈磁场及磁场梯度分析

在地质勘探、军事导航、医学诊断、目标磁异探测等领域迫切需要研制高精度的磁场梯度测量装置。设计了一种梯度场麦克斯韦线圈,用于对高精度磁场梯度仪进行标校。运用毕奥-萨伐儿定律,首先推导出梯度场麦克斯韦线圈在中心处磁场各分量的分布,然后通过数值仿真绘制出该线圈的磁场强度分布、磁场梯度分布及等值线图。结果表明,在相同的线圈匝数、激励电流和线圈半径条件下,梯度场麦克斯韦线圈产生的磁场梯度均匀区域达到0.602 m2,比反亥姆霍兹线圈产生的磁场梯度均匀区域大15倍,且产生磁场梯度的均匀性也优于反亥姆霍兹线圈。     

亥姆霍兹线圈及麦克斯韦线圈磁场分布及均匀性比较

基于毕奥-萨伐尔定律,运用椭圆积分,推导出圆环电流在空间任意一点产生的磁场公式,进而分析了亥姆霍兹线圈和麦克斯韦线圈在中心处磁场各分量的分布模型,绘出了空间分布。分析结果表明,麦克斯韦线圈磁场不均匀度小于0.0001的区域半径约是亥姆霍兹线圈的20倍。     

基于亥姆霍兹线圈装置的磁热疗优化方法

该文研究了两种常见亥姆霍兹线圈产生磁场的均匀性,并根据装置线圈所产生磁场作用下的生物组织治疗温度分布分析了磁场均匀性对治疗效果的影响。其中,文中的磁纳米粒子（MNPs）以磁流体形式注射进肿瘤区域并假定以注射点为中心呈现高斯分布。该文在多种约束条件下应用改进粒子群算法优化了磁场的频率和强度、磁纳米粒子粒径,以及磁纳米粒子体积分数等参数,而涉及的约束条件包括治疗最高安全温度、治疗磁场安全范围上限、MNPs粒径范围,以及MNPs产热有效条件等。同时,该文以累积等效分钟数来评估圆形和正方形亥姆霍兹线圈及理想磁场在不同血液灌注率下的细胞热损伤程度。研究结果表明,正方形亥姆霍兹线圈相比于圆形线圈能产生更大范围的匀强磁场,这使其磁热疗效果更接近于理想磁场情况。同时,考虑温度依赖的血液灌注率相比定值情况具有更高的治疗温度。     

亥姆霍兹线圈在永磁测量中的应用

简要叙述了亥姆霍兹线圈的结构,介绍了利用亥姆霍兹线圈和磁通表测量样品磁矩和不同温度下的平均可逆温度系数的原理和方法.     

基于矩形亥姆霍兹线圈的大均匀区改进型三维磁场发生器设计与特性

为了克服传统磁场发生器空间利用率低的缺陷,提出了改进的三维磁场发生器,具有结构紧凑、更大的均匀区。相比传统的亥姆霍兹线圈,每个维度引入了一双辅助线圈。要设计这紧凑场发生器,五个模型参数需要根据用户的要求对均匀性进行优化。最后,研发了一台磁场发生器,用于测试新型线圈的性能以验证其设计方法。实验结果表明,测试的磁场结果与设计值吻合得很好,最大的设计偏差仅为0.12%。更重要的是,产生相同体积的均匀区,这种磁场发生器的体积仅为传统亥姆霍兹线圈的1/13.6。     

用于永磁体测量系统的亥姆霍兹线圈的原理及设计

就亥姆霍兹线圈测磁原理作了较为详尽的论述,并且介绍了线圈的尺寸选择原则,最后对磁偶极子模型进行了修正,尽可能地降低了线圈设计的理论误差,对设计较为精确的亥姆霍兹永磁体测量系统有一定的参考意义.     

正方形亥姆霍兹线圈三维磁场及其均匀性分析

为研究光纤陀螺的磁敏感性,利用三个正方形亥姆霍兹线圈构建三维匀强磁场,并分析其匀强磁场区域特性。将正方形亥姆霍兹线圈视为四段载流导线,采取分段计算然后进行矢量叠加的方法,分析了正方形亥姆霍兹线圈三维空间磁场强度及其均匀性,并给出仿真结果。最后给出了正方形亥姆霍兹线圈三维匀强磁场的结构模型及相关数据分析。     

B-H复合型传感结构设计及H线圈校准研究

对超微晶合金样片二维高频旋转磁特性测量时所需的传感结构进行了设计,采用针探测技术制作了B传感器,采用线圈法制作H传感器,设计了一种新型B-H复合型磁滞矢量传感器。此外,文章还对H线圈系数的校准做了说明,通过设计一个可以产生交变均匀磁场的改进型亥姆霍兹线圈装置来进行校准实验,并最终确定了H线圈的校准系数。     

A novel method applicable to large-scale active magnetic shielding system which effectively compensates gradient magnetic fields originated from the surrounding buildings

We propose the novel magnetic compensation method which is suitable to compensate gradient magnetic fields. The method is to be applied to a conventional large-scale, tri-axial active magnetic shielding system such as a spacecraft magnetic testing facility. The essences of this method are the adoption of compensation coils which have degrees of freedom in their coil orientations, and their installation position, which is chosen to have certain distances from the center of the shielding area. The method works with at least four compensation coils. In this research, we actually demonstrated the method with a scaled-down experiment. Disturbance magnetic field (B) at the target zone was suppressed from 21.33 nT to −1.54 nT and magnetic field uniformity (ΔB) within the test zone was improved from 2.3 nT to 0.015 nT. In terms of magnetic field gradient, improvement from over 4 nT/m to below 0.5 nT/m was achieved.     

磁性磨粒光整加工设备的磁场影响因素分析

通过对现有磁性磨粒光整加工设备的结构以及加工机理的分析总结,得出了使用电磁铁作为磁场源的磁性磨粒光整加工设备的磁场影响因素。利用Ansoft Maxwell 3D对线圈在磁轭磁芯回路中的三种不同布置位置的磁场分布进行了仿真计算,并对计算结果中磁感应强度分布场图和关键路径上磁感应强度分布曲线进行了对比分析,结果表明线圈布置在磁轭磁芯回路的两侧或者后侧时,加工间隙的磁感应强度较大。这种利用仿真计算软件指导磁场形成部件设计的方法,为磁场形成部件的设计提供了理论依据,为后续设计提供了更多的可行性方案。     

A high-sensitivity magnetic field sensor shielded from the effect of earth's magnetism

To realize a general-purpose magnetic field sensor having a detection sensitivity of the order of 10^?12 T/Hz at room temperature, a problem of removing the effect of the Earth's magnetism from the sensor must be solved because its magnitude is 4.5 × 10⁴ times larger than that in the range to be detectable. For this purpose, a well-known approach of exciting the sensor in the opposite direction to the Earth's magnetism to cancel out the value has been adopted. This paper aims at realizing a magnetic field sensor free from the Earth's magnetism by introducing a method called “zero magnetic field.” In practice, such a sensor was developed and the tested results confirmed that the detection performance was maintained without losing the high sensitivity.     

采用Halbach磁场的新型被动磁轴承仿真

为了提高永磁磁轴承的轴向承载力和刚度,在对理想Halbach磁场进行分析的基础上,利用分段磁环构成的近似Halbach磁场设计了一个新型的轴向永磁磁轴承.通过有限元软件对这种磁轴承进行了建模仿真,计算了最大承载力以及刚度,并分析了磁环的厚度与高度比值对磁轴承刚度的影响.仿真结果表明,采用Halbach磁场的轴向磁轴承最大可以提供2×106N/m的刚度,高于相同永磁材料用量条件下传统轴向磁轴承的刚度.考虑到这种磁轴承的结构要比传统结构复杂,因此这种磁轴承更适合在对刚度要求高的场合应用.     

轴向磁场对EHD打印磁流体中射流状态的影响

提出引入磁场的EHD打印磁流体的方法,研究了轴向磁场对EHD打印过程中形成泰勒锥射流稳定状态所需的综合实验参数的影响。在不同的轴向磁感应强度条件下,通过不断调节EHD打印的流量和电压,并进行原位观察,分析了不同射流状态下各实验参数之间的关系,得到了各种射流状态所需的电压和流量区间。研究结果表明,引入磁场可显著降低EHD打印磁流体所需的电场力,从而降低实验操作要求,为打印磁流体提供了实验指导。该方法还可应用于EHD打印其它添加了磁性纳米颗粒的混合墨水。     

Stabilization for thermomagnetic instability of CuNi/NbTi superconducting wire in spatially distributed magnetic field

Thermomagnetic instability in superconducting wires composing multistrand cables is a problem in the development of cables with large current capacity. This paper elucidates the quenching properties of ac superconducting wires in a distributed magnetic field applied to the strands in the cable, and the stabilization of the ac superconducting wires considering the effect of the longitudinal magnetic field or the fraction of copper embedded in each strand. First, the degradation of the quench current of CuNi/NbTi superconducting wires in a distributed magnetic field is exhibited with simple test samples. Second, the quench properties of the strand in a (6 + 1)³ cable and the optimal twist pitch of the cable for high stabilization are discussed. Last, the effect of copper on the quench properties of the strand and the appropriate fraction of copper for suppression of quench current degradation in a distributed magnetic field are discussed. © 2001 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 135(4): 26–34, 2001     

电感自积分式脉冲点磁场探头的研究

详细介绍了一种用于测量空间某点磁场幅值的电感自积分式脉冲磁场探头的工作原理，电路及其标定结果。     

用于室温磁制冷机的高场强永磁磁路设计

把基于磁热效应的室温磁制冷技术应用到空调及家用冰箱上,除了开发出具有巨磁热效应的磁致冷材料(磁工质)外,高场强永磁磁路的设计与制造也是其关键。由于在空调及家用冰箱上采用结构复杂、价钱昂贵的超导磁体或电磁铁是不合适的,而传统永磁体回路的设计方法很难使永磁体产生较高的场强。本文在中空圆柱型磁场源(hollowcylindricalfluxsource)的基础上,设计出了用于室温磁制冷机(往复式和旋转式)的高场强永磁磁路,在磁路工作气隙为20mm时,工作气隙中心的场强分别为1 86T和1 97T。     

无人直升机轴频磁场信号检测方法研究

轴频磁场信号是无人直升机在机动飞行时产生的一种重要物理场,是一种难以被隐藏的目标特征信号.通过分析轴频磁场信号能实现对无人直升机的检测和识别,并能监测其运动状态.利用磁场传感器采集无人直升机的轴频磁场信号,并利用短时傅里叶变换算法对实测数据进行时频分析.实测结果表明,无人直升机在机动飞行中能产生特定随运动状态变化的5～40 Hz的轴频磁场信号.通过对该特征信号的提取,实现了对无人直升机的准确检测和识别,该探测方法在实测数据的应用中取得了良好的效果.     

有限宽金属平板对工频磁场的屏蔽

为了定量评估金属平板对工频磁场的屏蔽效果,在阐述了理想导磁材料和理想导电材料的磁场屏蔽原理基础上,基于无限宽金属平板屏蔽区域磁场解析式,通过计算域映射,推导了有限宽金属平板屏蔽区域磁场解析式.通过仿真分析了对称三相传输线屏蔽系统,讨论了导线组排列位置、屏蔽材料类型对屏蔽效果的影响.结果表明,采用解析式,可对有限宽金属平板的屏蔽效果进行快速计算,其准确性和计算效率优于现有电磁场分析软件所采用的数值求解方法,可对实际屏蔽系统的设计提供参考.