磁场分布

摘要： CR400BF智能型动车组牵引系统采用大功率动力电缆,其所产生的磁场分布对周围环境会产生一定的影响。使用ANSYS有限元分析软件的静磁场分析功能,对动力电缆在车辆运行工况下的磁场分布进行了模拟,分析了动力电缆的磁场分布状态及其对车辆环境的影响。

摘要： 法拉第磁旋转光谱(Faraday rotation spectroscopy, FRS)技术因其高灵敏度,零背景噪声,以及能有效避免抗磁性物质干扰的特性广泛应用于各类顺磁性痕量气体的探测.目前大部分FRS技术采用线圈构造电磁场,存在能耗高、发热多等问题.为此,开展了基于组合环形永磁体的空间磁场分布建模仿真研究,意在建立轴向分布的磁场,为测量FRS提供基于永磁体的沿光轴方向的匀强磁场.仿真采用有限元网格剖分的方法,基于麦克斯韦方程组,开展组合磁环的磁场分布仿真研究,并通过实验测量实际钕铁硼永磁体磁环阵列的磁场分布,证明了建立物理模型的可靠性.在此基础上提出了对永磁体磁环阵列的3种优化方案—单理想值优化、多段式单理想值优化和梯度优化方案,来构造中心轴线磁感应强度分布均匀的匀强磁场.最后通过引入磁场均匀度,计算评估并分析比较了不同优化方案的优化效果,为研发基于永磁体的FRS光谱设备提供参考.

摘要： 本文在电磁感应法的基础上,通过与亥姆霍兹线圈串联使电容达到谐振的改进方法,测量了不同电容参数下的亥姆霍兹线圈磁场分布,并利用Origin软件拟合分析了亥姆霍兹线圈磁场与中心轴线位置的关系.实验结果表明,基于电磁感应的改进方法测得的亥姆霍兹线圈磁场精确度在一定程度上均大于传统电磁感应法的测量结果,3种电容选择中,串联电容为0.099×10^(-6)F时,精确度最高,拟合的亥姆霍兹线圈磁场与中心轴线位置的关系式与理论状态下的公式基本吻合.改进方法的实验效果明显,精确度高,科学可行,是一种值得推广的测量亥姆霍兹线圈磁场的改进方法.

摘要： 对于圆形截面的载流圆线圈,当截面半径a远小于平均半径R时,用无限长直圆柱导体模型计算圆线圈内部的磁场,用线电流模型计算圆线圈外部的磁场,得到其所在平面的磁场分布表达式。文章通过数值积分计算,结果表明,当a/R<0.015时,圆线圈内、外侧面边界处两种模型计算的磁场值非常接近,边界处磁场近似连续变化。利用磁阻传感器实际测量了圆线圈平面的磁场分布,实验结果与计算值十分吻合。根据圆线圈平面磁场分布和诺依曼公式,得到圆线圈电感系数L的积分表达式,对比分析电感系数的3种计算方法,结果表明,当a/R<0.015时,L与R近似成正比,并随a增大而减小。两种数值积分计算的电感系数结果相等,与近似公式计算的误差随着线圈几何尺寸的增加而增大。

摘要： 为了提高靶面水平磁感应强度的均匀性,设计了一种内外永久磁铁以“内圆外方,外围圆”的方式排布的圆平面磁控溅射靶阴极结构,并利用COMSOL软件对其磁场进行仿真模拟,再通过实验测量进行验证。实验验证的结果和仿真模拟的结果基本一致。圆平面磁场分布均匀,并且满足溅射磁感应强度为20~50 mT的基本要求,靶材利用率可达40%~50%,而且散热能力得到一定程度的提高。

摘要： 考夫曼离子推力器因具有高比冲、高效率、长寿命等特点,是应用于航天器的电推进类型之一。过去研究主要集中在轴对称柱状结构考夫曼离子推力器,然而对于未来的模块化立方体卫星,立方体构型推力器非常适合多推力器的组合及多推力器羽流的集中中和,结构紧密并且减少了航天器附件。为此,基于自主设计的立方体式考夫曼离子推力器,采用三维数值仿真方法对推力器放电室进行计算和分析,获取了不同阴极极靴内径下推力器放电室的磁场分布,对比研究了不同极靴构型下放电室电子密度分布和电子温度分布。结果发现,增大阴极极靴内径使得磁场分布均匀性变差,放电室内壁电子温度升高,电子损耗增大,放电室出口离子密度降低。因此,对于这种立方体考夫曼离子推力器,长宽高为15mm×12.5mm×15mm的阴极极靴构型最佳,既可保持较低的壁面电子温度,又有利于推力器出口的离子均匀性。

摘要： 该研究设计了一种新型磁刺激线圈,并利用COMSOL软件对线圈的散热性能和磁场分布情况进行分析。将普通的矩形线缆线圈作为对照组,在第1组散热分析中,采用简化设计的散热模型对新型磁刺激线圈和对照组线圈的散热情况进行分析,结果显示,简化模型中新型磁刺激线圈的散热效果优于对照组,两者均可将线圈的周边温度降至41°C以下;在第2组散热分析中,对整个散热模型进行了结构优化,优化后的散热模型可将线圈的周边温度降至30°C以下;同时,模型中新型磁刺激线圈的散热效果优于对照组;另外,该研究还分析了两种不同线圈的磁场分布,结果显示,两种线圈产生的磁场强度差异较小,新型磁刺激线圈的磁场分布情况与对照组持平,可满足正常的使用需求。

摘要： 电磁感应法测磁场实验是电磁学中一个非常重要的实验,其中产生匀强磁场的一种重要方法是利用亥姆霍兹线圈来提供均匀磁场。但是,这种线圈的特点是只能在其公共轴线中点附近小范围区域产生均匀磁场。本文根据传统的双圆亥姆霍兹线圈设计了一种新形状的双锥式均匀磁场发生器,使产生的均匀磁场更加准确,最后通过实验测得的结果与数值模拟结果进行比较,实验结果与理论值基本吻合。通过对亥姆霍兹线圈的改进,不仅帮助学生更好的理解和掌握知识,而且锻炼了学生的动手能力,提高了学生的创新能力。在实践教学中将新的实验技术与电磁学理论相结合的教学模式,使抽象的物理概念和公式变得更加具体化、形象化,也收到了良好的教学效果。

摘要： 首先基于Altair商用软件,根据提出的建模标准,搭建了包含整车的PEPS低频天线仿真模型,从工程开发的角度介绍了车载PEPS天线的仿真分析方法,并对比分析了天线附近的金属件对天线辐射性能的影响。分析发现,PEPS天线附近的小结构金属件对其磁场覆盖范围和外溢距离影响不大。此外,对于电小结构件,采用MOM+VEP的求解算法进行PEPS天线性能预测是高效可靠的技术方案,该方法可在整车环境下,天线设计前期,快速评估天线的工作性能,为确认或优化布置方案提供依据,减少产品开发后期成本及时间控制的风险。

摘要： 目的针对微结构抛光过程中形貌精度损伤的问题,开发一种环状MCF(Magnetic Compound Fluid,MCF)抛光工具,探究在双磁场作用下MCF工具的抛光性能。方法采用工业相机观察不同条件下MCF抛光工具的成形特征,通过定量分析MCF抛光工具的成形参数,构建最优MCF抛光工具特征参数;通过分析双磁场作用下工件表面的磁场强度,建立磁场矢量模型,探究磁场分布与MCF宏观形貌的内在联系;观察磁簇微观形貌,分析MCF抛光工具的内部特征;试验研究MCF组分、磁铁转速n_(m)、载液板转速n_(c)和加工间隙Δ对工件表面粗糙度Ra的影响规律,探究最优的抛光参数。结果当磁铁偏心距r=2 mm,MCF供应量V=1.5 mL时,MCF抛光工具的成形特征相对最优,得到了MCF抛光工具的参数,a=28.70 mm,b=26.90 mm,c_(1)=1.58 mm,c_(2)=1.30 mm,d_(0)=48.60 mm,h=7.20 mm,d_(i)=26.50 mm;磁簇分布方向与磁场矢量方向一致,铁粉沿着磁力线方向分布,磨粒分布在铁粉外部,α–纤维穿插于磁簇内部或磁簇与磁簇之间;通过抛光试验获得了较低表面粗糙度的最佳工艺参数,最佳MCF组分配比(均以质量分数计)为羰基铁粉40%、磨粒12%、α–纤维3%、水基磁流体45%,最佳载液板转速n_(c)=300 r/min,最佳磁铁转速n_(m)=400 r/min,最佳加工间隙Δ=1 mm。结论在抛光20 min后,工件的表面粗糙度由0.578μm降至0.009μm,下降率约为98.44%,证明在双磁场作用下环状MCF抛光工具具有稳定且高效的抛光能力。

摘要： 近年来,丛式井和加密井越来越多,井眼间距越来越小,井眼交碰事故时有发生,研究套管周围磁场分布规律有助于及时探测邻井套管,避免井眼交碰.本文利用AN-SYS Maxwell软件模拟了带有接箍的垂直套管周围磁场分布规律.结果表明,套管周围感应磁场在东西方向上均为轴对称分布;不同方位上感应磁场沿套管轴向的变化特征明显,且接箍附近磁场异常程度明显大于套管本体,对井眼防碰预警更有利用价值.本研究可为井眼防碰技术提供指导.

摘要： 经颅磁刺激(Transcranial Magnetic Stimulation,TMS)是一种无创高效的医疗手段,具有众多优点.为了得到经颅磁刺激时头内部的磁场分布,本文通过头部的MRI图像对头模型进行了三维重建,并根据磁导率和电导率对头部的各个部分进行了分割,得到了真实的头部三维模型.本文根据经颅磁刺激的电路模型和电磁原理进行了有限元仿真计算,得到了头部磁感应强度分布.

摘要： 利用磁场控制电弧运动是目前真空断路器熄灭电弧主要技术手段.本文对真空断路器灭弧室触头结构研究进行综述,包括了触头的特点及其磁场分布,主要包括横磁触头结构与纵磁触头结构,并在此基础上形成的横一纵磁触头结构.此外,对各触头间优缺点做了简单评述,最后提出了目前制约真空断路器电压等级提高的触头磁场问题.

摘要： 为明确缺陷对试件表面磁场的影响,对30Cr合金钢进行了逐级加载拉伸试验,在试件表面提前人为预制了缺陷,利用TSC-1M-4型磁检测仪采集磁场信号,研究了试件表面磁记忆信号在缺陷处的特征表现.切向磁记忆信号对试件的局部屈服更敏感,对其进行分析的结果表明,试件表面的磁记忆信号在缺陷边界处有明显的变化,通过表面磁场分布可以对试件的应力集中状况进行评价.

摘要： 等效磁路法是EMS型磁悬浮轴承的主要研究方法,然而在大气隙的情况下这种方法的很多假设是不成立的,磁悬浮轴承在大型设备中的应用受到限制.EDS型轴向磁悬浮轴承在高速情况下利用永磁体和导体板之间的排斥力提供轴向支承,适用于大气隙、高线速度的场合.为便于加工、计算和仿真,采用直线型Halbach阵列,分析永磁Halbach阵列的磁场分布,为承载力的计算提供依据;通过改变悬浮气隙来计算悬浮力,从而得到了承载力与气隙的关系曲线以及承载能力,验证了EDS型轴向磁悬浮轴承的可行性;最后利用ANSYS Maxwell电磁分析软件进行仿真,对理论计算的结果进行了验证.

摘要： 为进一步降低轴流式磁悬浮血泵支承系统的体积和功耗,使其便于植入体内,本文将一种同极永磁偏置径向磁悬浮轴承应用于轴流式磁悬浮血泵支承系统.采用等效磁路法建立了该轴承数学模型,利用有限元法对其进行磁场数值仿真与分析,讨论了该轴承的磁场分布、支承特性、径向耦合特性及其轴向边缘效应,最后搭建实验平台,进行了实验验证.实验与仿真结果表明:仿真得到的电流刚度、位移刚度和磁场分布与实验测量结果大小相近,趋势相同,均在允许的误差范围内.该轴承解决了传统轴流式血泵机械轴承磨损等问题,并与现有磁悬浮血泵用永磁偏置磁悬浮轴承进行了比较,验证了该轴承的优点.

摘要： 本文利用磁悬浮技术的相关原理,搭建了一种新型的能够实现悬浮支承和水平定位的磁悬浮运动平台,平台具有大跨度、大气隙的特点.本文提出了平台的整体结构,对电磁铁结构进行设计和优化,对电磁铁的轴向和径向(横向)承载力及其耦合性进行计算和分析,基于ANSYS有限元分析方法,对所设计电磁铁的承载力、磁场分布、磁感应强度做出相应的仿真分析.

摘要： 本文对轴向磁通永磁同步弧形电机进行了深入的研究.由于轴向磁通电机的磁场分布具有三维的特点,一般对于轴向磁通电机的研究都需要用到三维有限元.众所周知,三维有限元不仅会消耗大量的时间,并且也会占用大量的电脑存储.为了解决三维有限元仿真带来的一系列问题,借鉴复化辛普森积分函数的思想,本文提出了一种新的研究轴向磁通电机的二维等效模型.并且通过将这种模型和三维有限元仿真结果进行对比验证了方法的准确性.然后,利用这种方法对所设计的一款轴向磁通永磁同步弧形电机的转矩波动和运行范围进行了优化.

摘要： 针对五孔感应加热线圈的区熔硅芯炉所拉制的五根单晶硅棒尺寸各不相同且呈椭圆柱状的问题,对五孔线圈进行优化设计,使其能够拉制出利用率更高的同尺寸圆柱形硅棒.首先建立五孔线圈的电磁场模型和磁感应强度表达式,分析各因素对磁场分布的影响.应用ANSYS分析不同槽路长度时五孔线圈和多晶硅母料表面涡流场和磁场分布.最后通过测量感生电动势,对各孔磁场均匀度进行实验验证.

摘要： 本文针对聋哑人或者声带受损等语言听力障碍者这一特殊社会群体设计了一种可穿戴设备,将该设备穿戴到手上就可以与正常人进行流畅的交流沟通.该设备以微型控制器为主控模块,使用者穿戴上以后,打出手语手势,内部就会激发出不同的磁场,利用设备背面安装的分布式微型传感器可以捕捉到手势磁场的变化,经过相应算法的处理后就能识别不同的手势,将识别结果进行播报和显示,也可以通过外部移动通信平台如手机、平板等对其操作和应用进行延伸.该设备利用磁场识别方法识别手势,解决了同类产品存在的成本高的问题,具有较强的实用性和较大的市场潜力.

摘要： 本发明公开一种光纤磁场传感器、矢量光纤磁场传感器及分布式测量系统，属于光纤传感器技术领域。其中，光纤磁场传感器包括：单模光纤、聚四氟乙烯封装外壳、聚二甲基硅氧烷(PDMS)片、环氧树脂、磁致伸缩材料、磁场响应FBG、温度补偿FBG。本发明有效的消除了传感器受环境温度变化影响造成的测量误差，提高了光纤磁场传感器的精度；同时通过设计一种圆柱形的封装外壳，还解决了光纤磁场传感器在恶劣环境中稳定性差的问题，极大的延长了光纤磁场传感器的使用寿命；并且本发明提供的矢量光纤磁场传感器，结构小巧，灵敏度高，可以同时检测磁场强度的大小和方向，实现大范围的多点检测。

摘要： 本发明的一种磁场测量线缆(10)，包括设置在轴向部分的线缆(1)，以及外周线缆(2)，设置在线缆(1)的外侧并由多条钢线螺旋缠绕而成，以及具有光学线缆(3a)的磁场测量光学线缆(3)。

摘要： 本发明说明了一种用于测量电流导体（1）的磁场的设备（8），其中所述磁场的测量是在不使用通量集中器的情况下进行的。所述设备具有至少三个磁场传感器（2），其中所述至少三个磁场传感器（2）布置在椭圆（4）的外周上，其中所述椭圆（4）不是圆，其中所述椭圆（4）能够由圆的平行投影或正投影定义，其中至少三个第一位置等距离地布置在所述圆的外周上，其中所述至少三个第一位置通过所述平行投影或所述正投影在所述椭圆（4）上产生至少三个第二位置，其中所述至少三个磁场传感器（2）布置在所述至少三个第二位置上。

摘要： 本发明说明一种用于测量电流导体（1）的磁场的设备（8），其中在不使用通量集流器的情况下进行磁场的测量。设备（8）具有至少三个磁场传感器（2）。至少三个磁场传感器（2）布置在椭圆（4）的圆周上，其中椭圆（4）不是圆。至少三个磁场传感器（2）沿椭圆（4）的圆周等距地布置。

摘要： 本发明属于等离子体检测技术领域，公开了一种应用于高温高速等离子体内部磁场分布测量的耐高温磁场探针。磁场探针，用于接收空间磁场信号及高温高速等离子体内部磁场信号；支撑固定座，用于固定磁场探针的陶瓷介质及同轴接头的安装固定，保护磁场探针免受高速流动的等离子体的冲击破坏；同轴接头，用于向磁场探针传输信号。本发明解决了常规探针不能适应高温的问题，探针为共面波导形式，并且探针被耐高温陶瓷材料包覆，使得探针具有耐高温性能。探针采用双环结构，解决了单环不平衡结构造成的测量结果不对称的问题，并且展宽了频带范围。同时由于磁场探针是蚀刻在介电常数为4.2的介质基板上的，缩小为传统探针尺寸的倍，提高了探针灵敏度。

摘要： 本发明公开了一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈，它包括：对称设置、铰接安装在外壳的磁场聚焦区两侧的旋转框架；设置在旋转框架的支撑框架上的第一线圈和第二线圈；所述的第一线圈和第二线圈形状相同，且第一线圈和第二线圈内至少包括一个圆弧形支臂；第一线圈和第二线圈之间在磁场聚焦区内相互抵靠设置，旋转第一线圈和第二线圈的位置改变位于磁场聚焦部的支臂，可以改变磁场聚焦部处的磁场分布范围。本设计采用直线支臂和圆弧支臂相切相邻的设计方案可以保证在不改变线圈的形状的前提下完成对线圈发生磁场的改变，同时这种设计可以保证在改变角度和位置时不会影响线圈和线缆的使用。

摘要： 本发明公开了一种具有磁场分布调节功能的磁场线圈，它包括：对称设置、铰接安装在外壳的磁场聚焦区两侧的旋转框架；设置在旋转框架的支撑框架上的第一线圈和第二线圈；所述的第一线圈和第二线圈形状相同，且第一线圈和第二线圈内至少包括一个圆弧形支臂；第一线圈和第二线圈之间在磁场聚焦区内相互抵靠设置，旋转第一线圈和第二线圈的位置改变位于磁场聚焦部的支臂，可以改变磁场聚焦部处的磁场分布范围。本设计采用直线支臂和圆弧支臂相切相邻的设计方案可以保证在不改变线圈的形状的前提下完成对线圈发生磁场的改变，同时这种设计可以保证在改变角度和位置时不会影响线圈和线缆的使用。

摘要： 本发明提供一种可调整磁场分布的薄膜沉积设备，包括一反应腔体、一承载盘、一靶材、一磁力装置、一固定单元及至少一遮蔽单元。承载盘及靶材位于反应腔体的容置空间内，其中承载盘用以承载至少一基板，且靶材的一表面面对承载盘及基板。磁力装置位于靶材的另一表面，并经由靶材在反应腔体的容置空间内形成磁场。固定单元设置在磁力装置与靶材之间，并包括至少一设置空间。遮蔽单元设置在固定单元的设置空间，其中遮蔽单元为导电材质，并用以遮蔽磁力装置产生的部分磁力，以调整容置空间内的磁场分布。

摘要： 本发明属于等离子体检测技术领域，公开了一种应用于高温高速等离子体内部磁场分布测量的耐高温磁场探针。磁场探针，用于接收空间磁场信号及高温高速等离子体内部磁场信号；支撑固定座，用于固定磁场探针的陶瓷介质及同轴接头的安装固定，保护磁场探针免受高速流动的等离子体的冲击破坏；同轴接头，用于向磁场探针传输信号。本发明解决了常规探针不能适应高温的问题，探针为共面波导形式，并且探针被耐高温陶瓷材料包覆，使得探针具有耐高温性能。探针采用双环结构，解决了单环不平衡结构造成的测量结果不对称的问题，并且展宽了频带范围。同时由于磁场探针是蚀刻在介电常数为4.2的介质基板上的，缩小为传统探针尺寸的

摘要： 一种屏蔽磁场不改变周围磁场分布的装置，是由电源1、电键2、电阻3、电磁铁4、圆环5、圆环6组成。其特征在于：所述的电源1、电键2、电阻3、电磁铁4串联，电键2控制电源1的通断，电磁铁4产生匀强磁场；圆环5由掺杂铬(Cr)的钕铁硼(NdFeB)材料制成，圆环6由钕铁硼(NdFeB)材料制成，两者紧密接触，整个装置处于空气环境中。当圆环5和圆环6的两种材料的相对磁导率和固有磁化强度以及装置的半径尺寸关系满足屏蔽磁场且不改变磁场分布的条件，该装置将会既能屏蔽磁场又不影响周围磁场分布，这样外界电磁场就不会干扰电气、电子设备的正常使用。