飞机轮毂裂纹检测涡流探头的设计与实现

为了实现对飞机轮毂根部疲劳裂纹的无损检测,设计了一种放置式线圈探头,该探头由1个检测线圈和1个参考线圈组成,利用电桥电路实现对微弱裂纹信号的差动放大检出。信号调理电路采用正交锁相放大对输出进行正交分解,得到包含信号幅值和相位信息的两路直流分量作为裂纹检测的特征量。根据数值仿真得出的结论指导实际探头的设计,对轮毂试件的检测结果表明:该探头能够很好地实现轮毂根部具有一定曲度的表面上小裂纹的检测,且灵敏度高。     

一种用于盘孔裂纹检测的差动式涡流探头的设计与实现

为了实现对某型发动机篦齿盘均压孔的原位、无损探伤,设计了一种差动式的涡流检测探头,探头由一个激励线圈和两个感应线圈组成,由于检测线圈结构上的对称性使得探头对盘孔周边的表面裂纹敏感,同时对激励线圈和检测线圈匝数比的优化设计也能有效增强输出的差动信号,降低干扰。信号调理电路采用正交锁相放大对输出进行正交分解,得到包含信号幅值和相位信息的两路直流分量作为裂纹检测的特征量。对篦齿盘均压孔标准试件的检测结果表明该探头能够很好地实现盘孔周边微小裂纹的检测,灵敏度高。同时,这种差动式的探头结构同样也可用于其它盘孔的裂纹检测。     

一种新型间隙传感器研究

间隙传感器线圈电阻的温度漂移是导致传感器输出漂移的主要因素.为了抑制温度对间隙传感器的影响,设计新的传感器探头和测量电路;新的传感器探头跟现有传感器探头最大不同是在现有传感器探头的基础上增加了一个与传感器线圈完全一样的补偿线圈;并将补偿线圈和传感器线圈组成电桥测量电路.实验表明新传感器在0～80℃范围内温度漂移为0.08mm,温度稳定性好.     

一种基于感应原理的城市地下管道检查孔定位系统

介绍一种用于城市各种地下管道中被覆盖的检查孔定位的检测系统。系统的传感器由探头及发射和接收电路组成。根据电磁感应原理设计了实用的探头线圈。发射电路产生发射线圈所需的激励,接收电路处理来自接收线圈的检测信号。由地面上的数据采集系统根据检测信号以及距离检测结果得到被覆盖检查孔的准确定位信息。经过实际管道中的现场实验,得到了令人满意的测试结果。     

发明与专利

【摘要】本发明公开了一种无源LC谐振式传感器的无线读出电路,包括荦．片机控制模块、DDS扫频信号发生模块、射频电桥检测模块、缓冲放大模块以及按键和显示模块,其中射频电桥四个臂分别由三个50Q精密电阻和一个读出线圈构成,读出线圈和无源LC传感器构成松耦合变压器。本发明的无线读出电路结构简单,易于实现,可以对无源LC传感器的谐振频率进行无线测量,     

一种涡流检测探头响应与缺陷大小的关系研究

为了实现涡流无损检测的定量评估,设计了一种直接测量涡流磁场的涡流检测探头,该探头包含两个激励线圈和一个检测线圈.通过有限元法建立三维涡流仿真模型,对比研究导体内有无圆柱形缺陷时涡流的分布情况以及检测线圈响应的变化量.仿真结果显示,当导体内存在圆柱形缺陷时,涡流密度会集中分布在缺陷的侧面区域并且其大小会增加;检测线圈中响应的变化量与缺陷体积之间的关系满足两个指数函数的线性组合,对于体积较小的缺陷,检测线圈中响应的变化量与缺陷的体积近似成正比关系.实验结果验证了导体内存在小体积的缺陷时,检测线圈中响应的变化量与缺陷的体积之间的近似正比关系,证明了该结构的探头可以用于对缺陷的定量研究.     

多层导电结构隐藏腐蚀涡流检测的有限元仿真

研究多层导电结构材料腐蚀检测优化问题,多层结构存在隐蔽性易漏检的难点。针对内部腐蚀缺陷难以有效检测问题,提出利用含隐藏腐蚀缺陷的多层导电结构线圈阻抗变化级数模型求解,获得影响线圈阻抗变化的相关参数。在有限元软件上,对含腐蚀多层导电结构上方线圈的阻抗变化,与一种Maxwell方程组、矢量磁位和空间解域截取的级数展开快速解析方法,进行了仿真计算,并分别对探头线圈激励频率、探头提离高度、多层导电结构表层厚度、探头尺寸等因素进行对比,所得结果吻合,并验证了结果的正确性和有效性,提高检测多层导电结构隐藏腐蚀缺陷的灵敏度,可为多层导电结构复杂缺陷的检测提供理论指导。     

多属探测器

用金属靠近模拟金属探测器的探头,探测器发出的声音信号音调就会变化,提示人们发现了“地雷”。电路原理电路图见附图。电路由金属探头、高频振荡器、频率比较器和音频输出电路组成。高频振荡器由4069电路和振荡回路组成;金属探头为一磁棒线圈,是振荡回路的线圈,当金属物靠近它时,就会改变线圈的电感量,从而导致高频振荡器的频率发声变化;频率比较器由4046电路组成,其内部有一固定频率振荡发     

液体介电常数测定装置

为方便测量各种液体的介电常数,设计平行板电容传感器探头、电容电桥式处理电路和检波滤波电路;处理电路将电容传感器的电容变化转换成与介质相对介电常数成线性变化的电压,经检波与滤波后得到直流电压,利用电压表直接显示液体的相对介电常数。进行了实验标定和实际检测,测量误差小于1%。     

钛合金深层裂纹缺陷涡流检测仿真与实验研究

针对常规涡流只能检测金属构件近表面缺陷的瓶颈,本文基于TMR隧道磁阻阵列设计了多通道差分激励涡流检测探头,实现了对钛合金板件深层裂纹缺陷的检测.通过模拟优化了线圈参数,设计了差分式矩形激励线圈组合结构,从而提高TMR阵列对缺陷的检测效果,并制作了TMR阵列的差分涡流检测探头.分别针对钛合金板件表面3 mm和4 mm下的深层裂纹缺陷进行实验测试,表面3 mm下的长度为12 mm、6 mm、3 mm微裂纹检测得的感应磁场强度分别为0.01992 mT、0.0152 mT、0.00528 mT;表面4 mm下的6 mm长微裂纹的感应磁场强度大约为0.00448 mT.结果表明,所设计的TMR阵列涡流探头对缺陷长度变化相较于宽度变化更为敏感,能有效检测出深层微小裂纹缺陷.     

Analysis of electromagnetic interference of a capacitive RF MEMS switch during switching

Based on the dynamic model of the membrane bridge for a capacitive RF MEMS switch, the switching process may be divided into four stages: the charging of the switch capacitor, pull-down of the bridge, discharging of the switch capacitor, and the release of the bridge. A model for the electromagnetic field produced in each stage is developed by using Maxwell equations. In the charging stage and the discharging stage, the value of the magnetic field produced is invariable (6, 20.7 A/m) and the electric field increases or decreases linearly. But in the pull-down stage the electromagnetic field produced is a pulse field (maximum value is 6.05 A/m). In the release stage, the magnitude of the electromagnetic field is too small to be considered. The electromagnetic field will induce noise on the RF signal in the CPW during switching. Finally, the electromagnetic field model is verified by numerical simulations. The electromagnetic field model and analysis presented here are valuable to optimize the design in order to minimize the electromagnetic interference.     

螺线管式磁感应钢丝绳断丝检测系统设计

针对现有钢丝绳损伤检测采用人工检查或定期换绳的方法,存在效率低、成本浪费严重及安全性差等问题,设计了螺线管式磁感应钢丝绳断丝检测系统。系统检测原理:当钢丝绳出现断丝时,磁导率会相应降低,磁阻变大,电感量减小,从而导致线圈磁场不平衡并产生感应电动势,根据该感应电动势的大小可判断出钢丝绳断丝的状况。试验结果表明,该系统克服了传统电磁检测技术不能精确检测钢丝绳内部出现断丝的缺陷,检测精度可达95%以上。     

Simulation of coupled microscale multiphysical-fields in particulate-doped dielectrics with staggered adaptive FDTD

This work addresses the modeling and simulation of strongly coupled electromagnetic and thermodynamic fields that arise in particulate-doped dielectrics using an adaptive staggered adaptive FDTD (finite difference time domain) method. Of particular interest is to provide a straightforward modular approach to finding the effective dielectric (electromagnetic) response of a material, incorporating thermal effects, arising from Joule heating, which alter the pointwise dielectric properties such as the electric permittivity, magnetic permeability, and electric conductivity. This is important for “thermal (damage) management” of materials used in electromagnetic applications. Because multiple field coupling is present, a staggered, temporally-adaptive scheme is developed to resolve the internal microstructural electric, magnetic and thermal fields, accounting for the simultaneous pointwise changes in the material properties. Numerical examples are provided to illustrate the approach. Extensions to coupled chemical and mechanical fields are also provided.     

双水平井电磁测距径向距离计算方法的ANSYS仿真研究

基于旋转磁场测距(RMRS)的基本理论,借助ANSYS有限元分析软件,研究了金属套管条件下双水平井电磁测距径向距离计算方法。首先建立SAGD双水平井RMRS井下传播模型,通过设定单元属性、划分网格、加载边界条件等对模型进行求解;然后研究套管厚度、直径、相对磁导率等对双水平电磁测距系统中磁场轴向分量的影响;最后利用实验室现有的旋转磁场测距模拟装置对仿真结果进行了验证。研究结果表明：随着套管厚度、直径、相对磁导率的增加,探管接收到的磁感应强度会逐渐减小,但双水平井径向间距计算仍可采用均匀介质中的理论测距导向计算方法。此结论可为套管的选取、磁导向仪器的研究及测量资料解释提供理论参考。     

基于现场总线式焊缝检测复合传感器设计

介绍了一种传感器前置的焊缝检测与跟踪控制方法.由GMR电桥和涡流传感器构成焊缝检测复合传感器,GMR电桥进行高度检测,涡流传感器的差动测量绕组进行焊缝中心偏差检测.通过补偿绕组对测量绕组输出信号进行补偿,消除错边对相位和幅值的影响;通过软件校正方法,消除高度变化对信号幅度的影响.建立FIFO数据队列保存焊炬与前置传感器...     

铁镓合金电磁损耗分析

铁镓合金电磁损耗分析是高频铁镓合金导波激励装置、超声换能器以及振动主动控制结构的研究基础,因此分析铁镓合金在高频（磁场频率50kHz~400kHz）情况下的电磁损耗至关重要。本文采用AMH-1M-S型动态磁特性测试系统测量了环形铁镓合金在不同情况下的磁滞回线：相同磁场强度下不同交变励磁磁场频率、相同交变励磁磁场频率下不同磁感应强度、相同磁感应强度下不同交变励磁磁场频率。分别分析了上述情况下环形铁镓合金振幅磁导率变化规律以及介质储能和电磁损耗的变化情况。实验结果表明,在相同磁场强度为400A/m时,励磁磁场频率由1kHz~200kHz,振幅磁导率下降了53.68%,电磁损耗增加了283倍;在相同励磁磁场频率100kHz时,磁感应强度由0.01T~0.05T,振幅磁导率增加了33.55%,介质储能与电磁损耗分别增加了18.13倍和25.97倍;在相同磁感应强度为0.05 T时,励磁磁场频率由50kHz~400kHz,振幅磁导率减小了39.73%,电磁损耗增加了16.9倍。此项研究为高频铁镓合金换能器设计与优化提供了实验数据基础。     

基于地磁场扰动探测的巡航导弹定位系统设计

为了大范围探测、准确识别、精确定位巡航导弹,提出一种基于地磁场扰动探测的巡航导弹识别定位系统。根据毕奥—沙伐尔定律和电磁感应定律,设计了通过磁场扰动反演巡航导弹位置、距离等特征信息的方法,建立了相应的数学模型。通过仿真分析可知,磁场扰动强度主要取决于被测物与磁探测器的距离、被测物的尺寸以及被测物的速度。通过Matlab仿真,分别给出了3个参数与磁场扰动强度的函数关系图。实验采用金属柱等比例模拟巡航导弹飞行穿过恒磁场的物理过程,得到了不同距离、不同速度条件下被测金属柱产生的磁场扰动强度,从而反演被测物的特征信息。实验证明其原理可行,探测范围和精度可以根据具体要求调节。     

运载火箭电磁阀漏磁特性量化研究与极性检测系统设计

传统的运载火箭电磁阀极性测试往往通过“耳听手摸”的方式,存在漏检误检、测试记录不可量化及数据追溯、无法精准判读、测试效率低等问题。因此对运载火箭典型姿控电磁阀开展了漏磁性能的测量与量化分析,掌握阀体各部位漏磁场分布规律、漏磁场随距离衰减变化规律、电磁阀之间漏磁场相互影响情况,并提出了一种非接触式的可视化电磁阀极性检测系统设计方法,采用三冗余敏感探头采编设计保证极性检测准确性,经试验测试验证,实现了无需精确安装即可100%检测电磁阀动作及时序动作精准判读,提升了电磁阀极性检测能力和测试效率。该系统已成功应用于大型运载火箭的总装测试流程中,对于提升运载火箭自动化测试水平具有重要意义。     

手持导航设备的电磁干扰定位和整改

手持导航产品中,电磁干扰对产品性能的影响巨大。该文重点描述PND产品中EMI定位和整改问题的一般分析方法和手段,即通过组合使用通用的电、磁场探头,GPS有源天线,电压探头进行近场扫描,准确定位PND中的干扰源和干扰路径,并举例说明这些方法的应用。     

Development and experimental characterization of micromachined electromagnetic probes for biological manipulation and stimulation applications

We present the design, fabrication and experimental characterization of a new micromachined electromagnetic probe, which can be readily adapted to various biological manipulation and stimulation applications. The micro electromagnetic probe consists of a protruding (out-of-chip), sharp Permalloy needle embedded into a three-dimensional gold conducting coil. The probe fabrication is carried out using traditional surface micromachining processes coupled with assembly techniques. This hybrid approach significantly reduces fabrication difficulties and provides a simple and straightforward technique to realize integrated core-coil geometries. Furthermore, by using a scanning Hall probe microscope (SHPM), a comprehensive, high-spatial resolution characterization of the probe performance (e.g. peak magnetic intensity and spatial field distribution) is achieved for the first time. The manipulation of sub-micron sized magnetic particles with the developed micro electromagnetic probe is also demonstrated.