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。     

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.     

亥姆霍兹线圈磁场对锂离子电池性能的影响

将锂离子电池置于不同磁感应强度(3.95 mT、19.75 mT和39.50 mT)的亥姆霍兹线圈磁场中进行充放电实验,研究磁场对充放电性能的影响.电池的充放电容量随着磁感应强度的增加而增加,在1/3 C倍率下,当磁感应强度增加至3.95 mT、19.75 mT和39.50 mT时,与不放置在磁场中相比,放电容量分别增加了2.03％、8.13％和17.48％,且磁感应强度与充放电容量近似呈线性关系.随着磁感应强度的增加,电池的充放电能量增大,放电时的端电压提高.     

利用亥姆霍兹线圈测定永磁体的Pc值

介绍了利用亥姆霍兹线圈测定永磁体Ｐｃ值的原理和方法。     

利用亥姆霍兹线圈测量地磁场强度及磁倾角

根据亥姆霍兹线圈轴线上磁场分布的特点,能在其轴线中点附近产生较广的均匀磁场区,根据磁场的叠加原理,推导了地磁场的水平分量、垂直分量及地磁场强度、磁倾角的实验计算公式.采用了FD-HM-Ⅰ型亥姆霍兹线圈,利用高灵敏度毫特斯拉计,探测亥姆霍兹线圈公共轴线中点的磁感应强度.通过改变亥姆霍兹线圈中电流的正、反方向,测量了延安地区当地的地磁场强度及磁倾角.测量结果与延安地区当地的地磁场要素基本相符,说明该方法是确实可行的.该实验方案充分利用了实验室现有仪器,培养了学生的创新意识,因此在实验课教学中具有较高的推广价值.     

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.     

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。     

关于亥姆霍兹共振器导入通路截面积对消音量影响的分析

本文通过理论计算和模拟分析,得到亥姆霍兹共振器导入通路截面积与消音量的关系,并进行试验验证,证明理论计算与模拟分析结论的正确性,为亥姆霍兹共振器在旋转式压缩机上的应用提供借鉴。     

肿瘤治疗用脉冲磁场发生器中聚焦磁场线圈的研制

为了开展荷瘤动物的在体肿瘤治疗实验研究,并提高肿瘤治疗的有效性和安全性,要求脉冲磁场发生器的磁场线圈具有较好的聚焦性能。为此,在总结课题组前期工作的基础上,提出了一种球面型聚焦线圈阵列。首先通过COMSOL Multiphysics有限元软件对改进前和改进后2种球面型聚焦线圈的磁场分布进行了仿真分析;然后确定了聚焦线圈模型,并仿真分析了子线圈的半径和线径对磁场分布的影响,进而确定了线圈参数并完成了实物的研制;最后对聚焦磁场线圈的聚焦性能进行了实测与评估。研究结果表明,改进后的聚焦磁场线圈的聚焦性能比改进前有了很大提高,子线圈半径对聚焦线圈的磁场分布有较大的影响,而子线圈的线径影响较小。总之,所设计和研制的球面型聚焦线圈阵列的聚焦性能较好,满足设计要求,为下一步的脉冲磁场发生器的研制和医学实验奠定了坚实基础。     

基于综合补偿的磁场发生器的研制

本文介绍了一种磁场发生装置,通过负载补偿和移相补偿,较好地实现了对于电感负载,从输入电压信号到相同波形电流输出的转换。重点阐述了该装置Helmholtz线圈的设计思路、负载补偿和移相补偿的工作原理及补偿参数的选定。经过实验验证,对于正弦波、三角波和方波,负载输出电流波形跟踪良好。     

Design of a coil geometry for generating magnetic field to evaluate biological effects at 85 kHz

In recent years, the use of induction‐heating systems has increased and wireless power transmission (WPT) systems have been discussed. These applications are installed close to a human body. Therefore, it is important to discuss the effects of alternating magnetic fields and to evaluate electromagnetic interference. This paper discusses the design procedure of a magnetic field generator to evaluate the electromagnetic interference at 85 kHz that is being studied in WPT systems for EV and HEV. The magnetic field generator presented in this paper consists of a single‐phase inverter circuit that uses SiC‐MOSFETs and an air–core inductor that is used as the coil for generating a magnetic field. In particular, this paper shows that the coil used for generating magnetic field needs to reduce the winding voltage to generate higher magnetic flux. In addition, this paper presents the design procedure of the proposed coil structure that can satisfy some limited conditions. The experimental results of the proposed system rated at 82 kHz and 100 A are presented.     

混合励磁爪极发电机的磁场调节特性分析

针对电励磁爪极发电机输出功率较低、永磁式爪极发电机磁场不可调节的缺点,研究了一种特殊结构的混合励磁爪极发电机。阐述了该发电机的结构组成、工作过程及磁场调节原理,利用三维电磁场有限元软件JMAG分析了其空载磁场分布情况及磁场调节特点。结果表明,与相同结构参数的电励磁爪极发电机相比,混合励磁爪极发电机具有更高的气隙磁通密度和更宽的磁场调节范围等优点,为进一步深入探索爪极发电机提供了一定的理论基础和技术参考。     

基于径向交变磁场的油液磨粒传感器设计

随着现在工业技术的快速发展,大型复杂机械设备在生产生活中大量长时间使用,因此不可避免的会有零件磨损,磨损产生的颗粒会掺杂在润滑油液中,因此对于油液中的颗粒检测对于设备的状态监测尤为重要。本文设计了一种可以产生径向交变磁场油液磨粒传感器,基于电磁感应原理使用交变电流驱动避免了直流驱动传感器发热的问题,使用Maxwell软件对于传感器内部磁场分布进行建模,分析各结构参数对于传感器输出信号所产生的影响,对于强化磁场的铁芯尺寸进行了仿真并分析了传感器内部的磁场变化,同时设计了相应的信号处理电路和激励信号的发生电路,传感器最终实现了在8 mm流道中对于200μm铁磁性磨粒和500μm非铁磁性磨粒的检测。     

电感式磨粒传感器线圈参数对磁场均匀性影响研究

磁场均匀性是影响电感式磨粒传感器检测精度的重要因素,为了提高传感器磁场均匀性,研究线圈参数对传感器磁场分布规律,根据磁场叠加原理,建立了电感式磨粒传感器三线圈数学模型,推导出传感器磁场计算公式,提出磁场均匀性评价系数K。对电感式磨粒传感器磁场进行仿真,分析了线圈内径、线圈宽度、线圈间距以及线圈匝数对传感器磁场分布的影响。通过极差分析和方差分析分别得到磁场均匀性最优线圈参数组合和线圈参数对磁场均匀性影响的显著性。实验结果表明:当线圈为最优参数时,传感器对70～200μm的磨粒有良好的监测能力,磨粒在不同径向的监测结果偏差小于5%,为传感器线圈的设计提供了参考。     

数字式标准磁场发生器的设计与实现

为了实现对磁场测量仪器进行计量检定,设计并实现一种高准确度的磁场发生器标准装置。该装置采用磁屏蔽技术,设计了坡莫合金材料制作的多层屏蔽结构,形成了标准磁环境;设计由数模转换器（DAC）、互导放大器、CPU、输出控制电路、直流基准电源、消磁电流源、显示器和键盘等外围设备组成的数字式磁场控制器,磁场控制器控制通过加勒特线圈的电流以达到输出标准磁场的目的。该装置将模拟量转换成数字量,产生的标准磁场具有高分辨率和高准确度的特点。     

斜框型磁流体发电机中临界磁场的研究应用

磁流体发电是一种高效、低污染的发电技术,相对于其他发电方式,磁流体发电具有输出功率大、结构紧凑的优点,在短时、高功率电源领域运用有着不可替代的性能优势。认为斜框型磁流体发电机中的电流在一定磁场范围内会产生饱和,并就这一问题首次提出了临界磁场理论并推导出临界磁场的方程式。临界磁场的提出,是在研究磁流体发电机的通道性能问题上提出了新的思路,有利于超导磁体在磁流体发电机上应用问题的研究。