A mathematical model of the identification of the magnetic field of a flowmeter

The construction of a mathematical model of the magnetic field in the measurement channel of an electromagnetic flowmeter by an identification method is considered. __________ Translated from Izmeritel’naya Tekhnika, No. 10, pp. 55–58, October, 2006.     

Synthesis of a simulation model for an electromagnetic flowmeter

The principles of constructing a simulation model for an electromagnetic flowmeter are considered by means of which it is possible to carry out research into the metrological characteristics of instruments. __________ Translated from Izmeritel’naya Tekhnika, No. 5, pp. 38–43, May, 2006.     

电磁流量计矩形与鞍状线圈磁场的数值仿真

讨论了电磁流量计矩形和鞍状线圈所产生磁感应强度的分布情况。运用毕奥-萨伐尔定律和叠加原理,通过数值仿真得到励磁线圈在测量管道内电极横截面上的磁场分布情况。提出磁感应强度的方向平行程度和大小均匀程度2个指标,并用其来判别感应磁场分布的均匀程度。依据以上2个指标,分别对不同尺寸的矩形和鞍状励磁线圈所产生的感应磁场进行计算分析和优化。     

新型低功耗电磁流量计设计

提出了一种MSP430单片机的低功耗电磁流量计设计方案,设计了低功耗的模拟信号处理放大电路和励磁电路.软件上采用间歇励磁工作的方法,动态调整采样间隔时间,降低了系统的功耗.试验表明,在休眠时,系统电流小于15μA;工作时,系统电流小于20mA.系统精度可达1%.     

弯管流量计的特性实验研究

本文通过实验研究 ,观察分析了相同β值 (弯管弯度 )弯管在水平平面内和竖直平面内两种不同安装位置 ,它们所得到的流量校正系数 C的差别 ;同时对不同β值 (弯管弯度 )的弯管在相同平面内的安装位置 ,所得到的流量校正系数 C的差别进行了比较 .通过实验数据的分析 ,指出弯管的流量校正系数 C,同其安装位置的不同 C值是有所差别的 ,根据实验结果及分析 ,认为强迫旋流理论比自由旋流理论较符合弯管内流体流动的实际 .     

脉冲磁场作用于钢液熔体的电磁场数值模拟

为了解脉冲磁场的电磁力特性,利用ANSYS软件,脉冲电源波形采用梯形波,对脉冲磁场作用下钢液的电磁场进行了模拟,得到了电磁力周期变化规律,脉冲频率和脉冲波型对脉冲电磁力的影响规律.结果表明:脉冲磁场作用下,电磁力瞬时发生变向,往复振荡熔体;在研究的脉冲放电频率范围内,脉冲放电频率的改变对电磁场、力场的分布影响不大;对于采用的梯形脉冲波形,电磁力随着脉冲上升沿和下降沿宽度的减小而显著增大,而当脉冲宽度增大时,脉冲电磁力呈现减小的趋势.     

Complementary 2-D finite element procedures for the magnetic field analysis using a vector hysteresis model

The main purpose of this paper is to incorporate a refined hysteresis model, viz., a vector Preisach model, in 2-D magnetic field computations. Two complementary formulations, based either on the scalar or on the vector potential, are considered. The governing Maxwell equations are rewritten in a suitable way, that allows to take into account the proper magnetic material parameters and, moreover, to pass to a variational formulation. The variational problems are solved numerically by a Finite Element approximation, using a quadratic mesh, followed by a time discretization method based upon a modified Cranck–Nicholson algorithm. Finally, the effectiveness of the presented mathematical tools have been confirmed by several numerical experiments, comparing the complementarity of the two procedures. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

外加磁场环境下45钢疲劳过程磁记忆特征及其损伤模型

为明确外加磁场环境下铁磁构件疲劳损伤过程磁记忆信号变化规律,以45钢为对象,开展了地磁场(40 A/m)及外加磁场(200、400、600 A/m)环境下的低周疲劳实验。获取了各疲劳损伤阶段的磁场强度法向分量H_p(y)及梯度值K,提取了H_p(y)极差值H_p(y)_Rv和K最大值K_max,结合经典疲劳损伤模型进行了磁特征损伤累积参数拟合,构建了疲劳损伤模型。结果表明：随着疲劳循环周次增加,各数据采集点的H_p(y)值、应力集中部位K值和H_p(y)_Rv值逐渐增大。相同循环周次下,随着外加磁场强度的增大,各数据采集点H_p(y)值和H_p(y)_Rv值逐渐增大,且对应于疲劳断裂阶段的K_max值逐渐增加。所构建的基于H_p(y)_Rv的疲劳损伤模型拟合度较高。本文可为铁磁构件疲劳损伤评估提供技术方法支持。     

双锥流量计气液两相流测量模型研究

设计了一种直径比为0.8的新型双锥流量计.在管道内径为50 mm、干度范围为0.002 5～0.04的工况下,采用该流量计对水平管道气液两相流流量的测量进行了实验研究.在水流量标准装置上对该流量计进行了标定,分析了其流出系数.基于均相流和James模型,提出了一种混合密度的修正方法.利用双锥流量计的差压信号,分别对均相流模型、James模型以及修正的模型进行气液两相流总流量测量误差分析.实验结果显示,经密度修正的模型对总流量测量的相对误差可控制在6%以内,均方根误差为2.94%,表明修正后的模型可对总流量进行有效的测量,双锥流量计用于气液两相流测量可以获得较好的效果.     

阵列永磁体产生旋转磁场的机理及实验

 诊疗微机器人外磁主动驱动是一种重要的可行的驱动方式,而如何产生合适的外部磁场是一个比较复杂的问题．相对于目前常用的通过电磁线圈组合产生驱动磁场方式,提出一种新的简单可行的永磁体组合产生旋转磁场方法,即圆周阵列永磁体并将其调整到对应的初始方位角后,同步转动在阵列中心区域产生旋转磁场,作为微机器人的主动驱动场．对于阵列中心区域的磁感应强度分布,作了理论分析和数值计算,并搭建了实验台．实验表明,采用边长为50 mm、高为18 mm的钕铁硼永磁体阵列,阵列数为6,阵列直径为275 mm时,可以在±50 mm×±50 mm×±20 mm阵列中心区域产生一个大小为0.012 T的均匀磁场,该磁场与永磁体同步旋转但是方向相反．这种新的磁场产生方法可以用于微机器人特别是诊疗微机器人的驱动,具有广阔的应用前景．     

用于井下超声石油流量计的互相关方法

介绍井下超声波石油流量计的互相关处理方法以及实现方案。该方案采用倾斜式换能器布放方式,提高了井下超声石油流量计的测量灵敏度;采用数值化互相关求取时差的方法处理超声回波,对相关法与阈值法计算时差的可靠性与稳定性进行了比较,说明了相关法在时差计算方面相对于阈值法的优越性。同时介绍了相关法井下流量计的电路实现方法。结果表明：简化了超声流量计的电路设计,提高了系统的稳定性和测量精度,该方案对于井下流量计及相似的检测问题具有实际的参考价值。     

Exposure to inhomogeneous static magnetic field beneficially affects allergic inflammation in a murine model

Previous observations suggest that static magnetic field (SMF)-exposure acts on living organisms partly through reactive oxygen species (ROS) reactions. In this study, we aimed to define the impact of SMF-exposure on ragweed pollen extract (RWPE)-induced allergic inflammation closely associated with oxidative stress. Inhomogeneous SMF was generated with an apparatus validated previously providing a peak-to-peak magnetic induction of the dominant SMF component 389 mT by 39 T m⁻¹ lateral gradient in the in vivo and in vitro experiments, and 192 mT by 19 T m⁻¹ in the human study at the 3 mm target distance. Effects of SMF-exposure were studied in a murine model of allergic inflammation and also in human provoked skin allergy. We found that even a single 30-min exposure of mice to SMF immediately following intranasal RWPE challenge significantly lowered the increase in the total antioxidant capacity of the airways and decreased allergic inflammation. Repeated (on 3 consecutive days) or prolonged (60 min) exposure to SMF after RWPE challenge decreased the severity of allergic responses more efficiently than a single 30-min treatment. SMF-exposure did not alter ROS production by RWPE under cell-free conditions, while diminished RWPE-induced increase in the ROS levels in A549 epithelial cells. Results of the human skin prick tests indicated that SMF-exposure had no significant direct effect on provoked mast cell degranulation. The observed beneficial effects of SMF are likely owing to the mobilization of cellular ROS-eliminating mechanisms rather than direct modulation of ROS production by pollen NAD(P)H oxidases.     

用于水资源管理的电脑超声波流量计

本文介绍了电脑超声流量计的工作原理及软件硬件系统设计思想，给出了提高测量精度，增强可靠性的方法。该仪器体积小，功能强，特别适用于各地方对水资源的有效管理。     

乳状液电磁场破乳法的研究

提出了一种利用电磁感应原理产生涡旋电场进行破乳的新方法。将螺线管、磁芯构成的电感器与电容器串联组成Ｌ－Ｃ谐振电路。在此电路中通过高频电流，使其在破乳器内产生高频磁场，从而感生出高频涡旋电场。在此电场的作用下，乳状液滴极化并加速其运动与碰撞，达到破乳的目的。该法在输入信号电压约３００Ｖ、电流几＋ｍＡ、频率２０ｋＨｚ的条件下，可感应出强度为几十＋ｋＶ／ｃｍ的涡旋电场，５ｍｉｎ内静态破乳率大于９８％。在     

Effects of rotating magnetic field and temperature field on comminution of magnetic particles

Abstract

This study examines the movement patterns and comminution of magnetic Ni particles in pure water in a flask. This flask is on top of an actuator which contains a rotating bar magnet, and is surrounded by circulating water at a constant temperature. A digital camera, a particle size analyzer and a field emission electron microscope were adopted to record the moving patterns, particle size distributions and micrographs of magnetic Ni particles. A thermocouple was employed to measure the temperature of pure water in the flask during Ni particle attrition. The effect of the temperature of the water that circulated around the periphery of the flask and the effect of the shape of the flask were analyzed. This study also investigated the effects of the water‐to‐particulate mass ratio and the placement of a bar magnet with an interface between the positive and negative poles in a bar magnet at an inclination angle on the shrinking and the moving pattern of the Ni particles.     

大间隙磁力传动系统驱动磁场的产生方法研究

针对永磁轴流式血泵大间隙磁力传动系统,提出了单磁极切换和双磁极切换两种产生驱动磁场的方法;基于ANSYS有限元分析软件仿真分析了磁场的耦合机理,计算比较了2种磁场驱动下系统的驱动力矩;通过轴流式血泵负载实验,利用大间隙磁力传动系统能量传递效率及电磁体损耗的数学模型,计算并比较了2种磁场驱动下系统磁力传动部分的能量传递效...     

阳极磁屏蔽霍尔离子源磁场的数值模拟

为了提高离子束电流和离子束能量,进一步增加霍尔离子源的效率,对霍尔离子源阳极进行磁屏蔽,达到优化磁场位形,增强磁场对放电等离子体的约束。由磁场的数值模拟结果可知:阳极磁屏蔽后,有明显凸向阳极表面的弯曲磁场线,并且提高了磁镜磁场的磁镜比;大的正梯度磁场的存在,增强了磁场的径向分量,相对减弱了放电等离子体的震荡;不仅保留原有鞍形场的作用,而且还充分发挥了另外两个鞍形场的优势。最后通过实验结果和数值模拟结果的比较,验证了此数值模拟结果的正确性。     

热顶电磁成型系统磁场的实验与数值模拟

根据电磁场理论,建立了热顶-电磁连铸成型系统的物理和数学模型,用小线圈法实测了不同电源功率时系统内的磁场强度,用有限元软件数值模拟了感应线圈高度、结晶器高度、热顶结构等对成型系统内磁感应强度和分布的影响,结果表明:1)降低结晶器高度使系统内磁感应强度增强,但不十分明显;2)感应线圈的高度对系统内磁场影响显著,采用20mm线圈较40mm线圈的磁感应强度提高约85%;3)有载时的模拟结果显示,系统内的磁场呈现更明显的趋肤效应;热顶结构对磁场的强度和分布规律无明显的影响.研究结果表明热顶电磁连铸法将有利于提高电源效率和稳定液柱高度,改善铸坯的内外部质量.     

磁流体在交变磁场中的热效应研究

制备了平均粒径分别为4、6 和8nm 的Fe3O4 粒子,将其分散在不同的介质中,在63kHz、7kA/m的交变磁场中研究其热效应。实验结果显示,粒径较大的Fe3O4 粒子具有较高的产热比功率(SAR),Fe3O4 粒子经过表面处理后SAR显著增加,而且SAR随表面活性剂不同而不同,还显示SAR与磁场强度的平方成正比。     

新型高精度超声波流量计的设计

文章报导了一种新型高精度超声波流量计的系统设计。利用传统流量计的原理，结合目前先进的可偏程逻辑器件(CPLD)设计和高频电路设计技术，针对高精度、宽量程的要求，设计出具有数字自动增益控制(AGC)系统、自动纠错系统、高频计数系统的新型超声波流量计，它具有主从处理器并行工作结构和多种输出方式，可为多种工业输出标准提供接口。文章给出了该系统在实验室和工业环境中测试的结果。