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基于洛伦兹力机制的电磁超声发射换能器的建模与优化 被引量:26
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作者 孙斐然 孙振国 +1 位作者 张文增 陈强 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期12-21,共10页
电磁超声换能器(Electromagnetic acoustic transducer,EMAT)是电磁超声检测技术的核心部件,具有非接触、不受工作环境影响、易于激发多种类型的超声波等优点。但与传统的压电式超声换能器相比,电磁超声发射换能器的换能效率较低,导致... 电磁超声换能器(Electromagnetic acoustic transducer,EMAT)是电磁超声检测技术的核心部件,具有非接触、不受工作环境影响、易于激发多种类型的超声波等优点。但与传统的压电式超声换能器相比,电磁超声发射换能器的换能效率较低,导致超声回波信号较弱,检测结果不理想。现阶段,在完善对EMAT建模分析的基础上,通过对换能器参数的优化和结构的改进设计以及与其他新技术相结合的方式,EMAT的换能效率已经有了明显的提高,但仍存在解析、半解析建模方法不完整,数值建模方法计算时间长,以及换能效率仍然不够理想等问题。对此,综述近十几年来基于洛伦兹力机制的电磁超声发射换能器的数学建模方法,包括解析法、数值法和半解析法,给出较为完整的耦合方程和建模过程。并在此基础上,分析了偏置磁场、激励线圈、提离距离等参数对换能效率的影响规律以及换能器的优化设计方法,为今后电磁超声换能器的模型完善和改进提高提供参考。 展开更多
关键词 电磁超声换能器 换能效率 建模 优化设计 偏置磁场 激励线圈 提离效应
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亥姆霍兹线圈轴线磁场计算机测量实验研究 被引量:23
2
作者 王青狮 王小伟 +1 位作者 邱选兵 魏计林 《大学物理实验》 2010年第1期77-79,85,共4页
亥姆霍兹线圈产生的磁场具有广泛的物理应用。利用霍尔传感器件,研究制作了具有USB2.0数据通讯接口的高速磁场数据测量装置,编写了磁场数据采集处理程序,设计了中心距可调的亥姆霍兹线圈并用所研制的仪器进行了轴向磁场分布测量。结果表... 亥姆霍兹线圈产生的磁场具有广泛的物理应用。利用霍尔传感器件,研究制作了具有USB2.0数据通讯接口的高速磁场数据测量装置,编写了磁场数据采集处理程序,设计了中心距可调的亥姆霍兹线圈并用所研制的仪器进行了轴向磁场分布测量。结果表明:该实验装置测量精度高,实时性好,实验手段先进,可扩展为多个设计性物理实验。 展开更多
关键词 磁场测量 霍尔传感器 亥姆霍兹线圈 USB接VI
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无缆微型游动机器人驱动磁场系统的研究 被引量:11
3
作者 张永顺 刘巍 +1 位作者 郭锐 贾振元 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期63-67,共5页
提出了一种基于组合线圈结构的磁场系统驱动实验方案 ,以实现基于磁致伸缩薄膜驱动器的泳动微型机器人的磁控驱动与游动实验参数的检测 .首先介绍了该组合线圈的功率优化与设计方法 ,然后分析了保证一定区域内磁场均匀性的技术方案 ,最... 提出了一种基于组合线圈结构的磁场系统驱动实验方案 ,以实现基于磁致伸缩薄膜驱动器的泳动微型机器人的磁控驱动与游动实验参数的检测 .首先介绍了该组合线圈的功率优化与设计方法 ,然后分析了保证一定区域内磁场均匀性的技术方案 ,最后用ANSYS软件对所设计的组合线圈进行了仿真和验证 .实验结果表明该组合结构磁场系统的性能可以满足无缆微型机器人的磁控驱动的设计要求 . 展开更多
关键词 微型游动机器人 磁致伸缩薄膜 功率优化 磁场均匀化 组合线圈
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改进型Helmholtz线圈及其磁场均匀性的分析 被引量:12
4
作者 王健 佘守宪 张思炯 《大学物理》 北大核心 2001年第5期6-9,13,共5页
提出将Helmholtz线圈改为 3个同半径的串联线圈 ,以得到改进型的Helmholtz线圈 .经计算得到了改进型Helmholtz线圈磁场的简单公式 ,对公式的分析表明
关键词 磁场 均匀磁场 Helmbotz线圈 改进
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基于遗传算法的磁聚焦线圈阵列设计与场分布计算 被引量:15
5
作者 刘冀成 黄卡玛 华伟 《成都理工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期412-416,共5页
提出了以平面和圆环面聚焦线圈阵列实现磁聚焦的方案。使用经过改进的自适应遗传算法对注入阵列各子线圈电流的大小和相位进行了优化,在目标区域内较好地实现了磁聚焦。通过计算,显示了线圈阵列在优化后的电流组态下产生的磁场在计算区... 提出了以平面和圆环面聚焦线圈阵列实现磁聚焦的方案。使用经过改进的自适应遗传算法对注入阵列各子线圈电流的大小和相位进行了优化,在目标区域内较好地实现了磁聚焦。通过计算,显示了线圈阵列在优化后的电流组态下产生的磁场在计算区域内的归一化幅值分布和二维等高线图,表明了聚焦线圈阵列可在目标区域产生具有良好聚焦性能的磁场分布,并具有可同时聚焦至多个靶目标的能力。 展开更多
关键词 磁场 线圈阵列 聚焦性 遗传算法
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用载流圆线圈组产生均匀轴向磁场的方法 被引量:12
6
作者 莫克威 《长沙交通学院学报》 1995年第3期1-5,共5页
载流圆线圈是实验室内产生不同要求均匀磁场的基本装置。本文对圆线圈组产生均匀轴向磁场的配置方法作了深入的分析和阐述。
关键词 圆线圈 均匀磁场 亥姆霍兹线圈 麦克斯韦线圈
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舰船消磁绕组磁特征数值计算与验证研究 被引量:12
7
作者 郭成豹 周炜昶 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1988-1994,共7页
作为商业有限元电磁分析软件的替代,基于磁矩量法、多层自适应交叉近似法和GPU并行计算技术的舰船磁场分析软件Mag Ship已成功用于舰船磁特征仿真建模。但对舰载消磁线圈磁特征进行数值分析时,需要对临近舰载消磁线圈的船体结构精细划... 作为商业有限元电磁分析软件的替代,基于磁矩量法、多层自适应交叉近似法和GPU并行计算技术的舰船磁场分析软件Mag Ship已成功用于舰船磁特征仿真建模。但对舰载消磁线圈磁特征进行数值分析时,需要对临近舰载消磁线圈的船体结构精细划分网格单元。Mag Ship软件用于这种大规模磁场建模问题时,会存在计算结果不稳定或失真。为了解决这个问题,对Mag Ship软件进行了改进,使其适合用于舰载消磁线圈磁场特征建模,采取的改进措施包括:采用场单元上的耦合系数多点平均值作为相互临近单元的耦合系数;对临近消磁电缆的铁磁区域进行剖分单元加密;将消磁电缆作用在其临近单元上的磁化磁场多点平均值作为磁化磁场有效值。采用改进后的Mag Ship软件对于薄铁磁球壳内部和外部线圈、典型舰载消磁线圈等典型算例进行了磁特征建模分析,并与商业有限元软件COMSOL Multiphysics的计算结果进行了对比,发现二者差别约为1%.表明所提方法是有效的,能够用于舰载消磁线圈磁特征建模仿真的实用化。 展开更多
关键词 电磁学 舰船磁场 磁矩量法 多层自适应交叉近似 消磁线圈
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超磁致伸缩棒磁场强度建模及线圈优化分析 被引量:12
8
作者 薛光明 何忠波 +2 位作者 李冬伟 李玉龙 杨朝舒 《纳米技术与精密工程》 CAS CSCD 2014年第2期85-90,共6页
超磁致伸缩棒上的磁场强度对超磁致伸缩致动器(GMA)至关重要,因其幅值和上升、下降时间直接影响致动器的输出力和响应时间.建立电压到磁场强度的模型,并提出较合理的线圈优化方案.将线圈充、放电过程简化为一阶RL线性电路的暂态过程,计... 超磁致伸缩棒上的磁场强度对超磁致伸缩致动器(GMA)至关重要,因其幅值和上升、下降时间直接影响致动器的输出力和响应时间.建立电压到磁场强度的模型,并提出较合理的线圈优化方案.将线圈充、放电过程简化为一阶RL线性电路的暂态过程,计算得到线圈电流,并根据线圈电流建立超磁致伸缩棒上的磁场强度模型.由模型可知,致动器尺寸有限制时,棒上磁场强度的优化应主要考虑线圈匝数;通过分析线圈匝数对磁场强度稳态值、上升时间和下降时间的影响确定匝数的取值范围.向线圈施加不同频率和幅值的方波电压信号,得到的模型曲线与测得的实验结果相吻合,从而验证了模型的正确性. 展开更多
关键词 超磁致伸缩棒 磁场强度 线圈匝数 稳态值 上升时间 下降时间
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脉冲磁场传感器的理论计算与检测 被引量:6
9
作者 张海霞 赵英俊 杨叔子 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 1997年第6期6-9,共4页
本文通过对脉冲感应型磁场传感器的感应电压进行精确的理论推导,得到检测量与传感器结构、激励磁场、被测磁场之间的定性关系,讨论两种测量方案:单线圈双向励磁和双线圈单向励磁,它们的误差来源、影响和消除措施,从而得出各自的适... 本文通过对脉冲感应型磁场传感器的感应电压进行精确的理论推导,得到检测量与传感器结构、激励磁场、被测磁场之间的定性关系,讨论两种测量方案:单线圈双向励磁和双线圈单向励磁,它们的误差来源、影响和消除措施,从而得出各自的适用范围。 展开更多
关键词 磁场传感器 脉冲 感应电压 传感器 检测 计算
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利用亥姆霍兹线圈测量地磁场强度及磁倾角 被引量:10
10
作者 刘竹琴 《电子测量技术》 2015年第5期119-121,共3页
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,... 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。 展开更多
关键词 地磁场 亥姆霍兹线圈 磁场强度
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测量低频交变磁场的实验方法 被引量:9
11
作者 陈金全 《桂林电子工业学院学报》 2002年第4期53-56,共4页
磁场测量是磁性测量的重要内容 ,常用方法有电磁感应法。在大学物理实验课中开设的磁场测量内容 ,一般都采用冲击电流计法或霍尔效应法。但这种方法只能用来测量由直流电流产生的稳恒磁场。掌握测量低频交变磁场的原理和方法 。
关键词 低频交变磁场 螺线管 探测线圈 磁场测量 冲击电流计法 霍尔效应法
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各向异性磁介质中载流圆线圈的磁场 被引量:6
12
作者 王建成 李强 苏武浔 《华侨大学学报(自然科学版)》 CAS 1999年第4期415-418,共4页
在μ11= μ33条件下的线性各向异性磁介质中,已可求出载流圆线圈轴线上的磁场,以及其它电流所激发的磁场,但其适用范围受到一定限制. 文中在已给出的各向异性磁介质中毕奥-萨伐尔定律笛卡儿坐标形式的基础上,求出μ11= ... 在μ11= μ33条件下的线性各向异性磁介质中,已可求出载流圆线圈轴线上的磁场,以及其它电流所激发的磁场,但其适用范围受到一定限制. 文中在已给出的各向异性磁介质中毕奥-萨伐尔定律笛卡儿坐标形式的基础上,求出μ11= μ33的更一般情况下的各向异性磁介质中载流圆线圈轴线上的磁场,得到适用范围更广的计算结果,为求解一般情况的各向异性磁介质中电流的磁场提供了范例. 在此基础上,可进一步求解一般各向异性磁介质中,载流直螺线管所激发的磁场. 展开更多
关键词 磁场 各向异性 圆线圈 磁介质 载流线圈
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经颅磁刺激系统的研究进展 被引量:9
13
作者 熊慧 景昭 刘近贞 《航天医学与医学工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期556-564,共9页
经颅磁刺激(TMS)是一种无创、无痛激活脑内神经元的技术,用于治疗大脑精神或神经类疾病。TMS系统主要由磁场发生器和刺激线圈组成,两者是影响刺激性能的关键因素。从磁场发生器、刺激线圈和实验系统3个方面概括了TMS的发展与进步,总结... 经颅磁刺激(TMS)是一种无创、无痛激活脑内神经元的技术,用于治疗大脑精神或神经类疾病。TMS系统主要由磁场发生器和刺激线圈组成,两者是影响刺激性能的关键因素。从磁场发生器、刺激线圈和实验系统3个方面概括了TMS的发展与进步,总结了多种类型磁场发生器的特点及主要线圈结构的性能优势,介绍了线圈设计与数值分析的方法,概括了优化线圈参数和目标的相关研究成果,归纳了实验系统的发展现状,并对磁场发生器和刺激线圈研究方向进行了展望。随着相关研究的不断扩展与深入,凭借其独特优势,TMS技术将在脑部疾病的治疗中逐渐发挥重要作用。 展开更多
关键词 经颅磁刺激 磁场发生器 刺激线圈 设计与优化 数值分析
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脉冲磁场发生器中用Braunbeck线圈的分析 被引量:6
14
作者 蒋春 米彦 +3 位作者 姚陈果 李成祥 周龙翔 何彦谆 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1150-1156,共7页
研制一台用于肿瘤治疗的脉冲磁场发生器的关键单元是磁场线圈的设计和研制。为设计一种均匀区域更大、均匀度更高、工作更稳定的磁场线圈,在总结课题组前期工作的基础上,提出用一种4线圈系统的Braunbeck线圈替代传统的Helmholtz线圈。并... 研制一台用于肿瘤治疗的脉冲磁场发生器的关键单元是磁场线圈的设计和研制。为设计一种均匀区域更大、均匀度更高、工作更稳定的磁场线圈,在总结课题组前期工作的基础上,提出用一种4线圈系统的Braunbeck线圈替代传统的Helmholtz线圈。并对Braunbeck线圈的几何参数和中心磁场进行了理论计算、用COMSOL Multiphysics有限元软件进行内部磁场分布仿真以及研制出实物并对其性能进行了实测,结果显示该Braunbeck线圈工作性能稳定,磁场均匀度>95%的区域达到了在线圈径向-0.18~0.18m、轴向-0.17~0.17m之间,较课题组前期设计的Helmholtz线圈有了较大改进,为后续医学实验奠定了基础。 展开更多
关键词 脉冲磁场发生器 磁场线圈 Braunbeck线圈 磁场均匀度 磁场均匀区域 有限元仿真
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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 被引量:7
15
作者 姜磊 王钰 熊又星 《磁性材料及器件》 CAS 2016年第5期45-50,共6页
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。... 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。 展开更多
关键词 磁场发生器 亥姆霍兹线圈 麦克斯韦线圈 磁场测量
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经颅磁刺激器的设计及磁场分布的测量 被引量:6
16
作者 王洪 郑小林 《医疗卫生装备》 CAS 2004年第8期3-5,共3页
提出了设计磁刺激器一般原则,包括基本理论、硬件及其构成,分析磁刺激器的RLC模型,给出模型参数的计算方法,讨论了决定磁场强度的各种因素;设计制作了一套磁刺激系统,绕制了圆形线圈和8字形线圈,并用这2种线圈进行实验,用特斯拉计检测... 提出了设计磁刺激器一般原则,包括基本理论、硬件及其构成,分析磁刺激器的RLC模型,给出模型参数的计算方法,讨论了决定磁场强度的各种因素;设计制作了一套磁刺激系统,绕制了圆形线圈和8字形线圈,并用这2种线圈进行实验,用特斯拉计检测线圈产生的磁场;实验数据显示,这2种线圈的磁场分布和目前已有的研究方法所作的理论计算对照,是相吻合的。在此基础上,进行了一个测量头部磁场的模拟实验。 展开更多
关键词 磁刺激 脉冲磁场 线圈 感应电场
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磁耦合谐振式无线电能传输线圈的磁聚焦仿真 被引量:7
17
作者 何亚伟 李阳 +5 位作者 杨庆新 张献 倪卫涛 刘维娜 张雅希 杨晓博 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2015年第2期75-79,共5页
为通过磁聚焦技术提高无线电能传输效率,对磁耦合谐振式无线电能传输系统中的磁场分布特性进行分析,并采用Comsol Multiphysics多物理场软件,对不同类型线圈、不同线圈排列结构的磁场聚焦特性进行仿真.结果表明:本文设计的5线圈结构通... 为通过磁聚焦技术提高无线电能传输效率,对磁耦合谐振式无线电能传输系统中的磁场分布特性进行分析,并采用Comsol Multiphysics多物理场软件,对不同类型线圈、不同线圈排列结构的磁场聚焦特性进行仿真.结果表明:本文设计的5线圈结构通过角度、距离、尺寸的逐级优化,其磁场聚焦特性不断增强,最终得到一种结构简单、可靠性高的线圈结构. 展开更多
关键词 无线电能传输 磁场聚焦 线圈类型 排列结构
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磁粉探伤中旋转磁场的研究与应用(一) 被引量:4
18
作者 马德志 申献辉 +1 位作者 宋晓峰 徐立勋 《无损检测》 北大核心 2006年第5期266-269,共4页
通过公式推导和试验的方法,对磁粉探伤中的旋转磁场进行了研究,分析了磁粉探伤中使用的交叉线圈和交叉磁轭旋转磁场的形成机理及特点,并对交叉线圈和交叉磁轭在实际探伤中的各项性能指标及使用方法和应用进行了探讨。
关键词 磁粉探伤 旋转磁场 交叉磁轭 交叉线圈
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一种核磁共振陀螺横向磁场线圈耦合标定方法
19
作者 张昊 岳亚洲 +1 位作者 雷兴 马圣杰 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第1期97-102,共6页
磁场线圈是核磁共振陀螺磁场系统的核心部件,是惰性气体磁共振激励维持、主动磁补偿的核心部件。横向磁场线圈的耦合对磁补偿精度与磁共振激励都有较大影响。因此,横向磁场线圈的耦合标定尤为重要。为解决上述问题,提出了一种基于核磁... 磁场线圈是核磁共振陀螺磁场系统的核心部件,是惰性气体磁共振激励维持、主动磁补偿的核心部件。横向磁场线圈的耦合对磁补偿精度与磁共振激励都有较大影响。因此,横向磁场线圈的耦合标定尤为重要。为解决上述问题,提出了一种基于核磁共振陀螺内置磁力仪的横向磁场线圈耦合标定方法,通过理论仿真和实验设计,验证了其正确性与可行性。实验结果表明,采用所提出的耦合标定方法对X轴对Y轴耦合和Y轴对X轴耦合进行标定,分别为1.86%和3.11%。通过旋转线圈改变装配角度,表明此方法在较小旋转角度时,测量结果不受装配误差的影响。通过标定同一批次的5只线圈,根据结果从中选取耦合较小的线圈进行装配,为核磁共振陀螺线圈的筛选奠定了基础。 展开更多
关键词 核磁共振陀螺仪 碱金属磁力仪 磁场线圈 磁场线圈耦合 横向磁场线圈耦合标定
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超高速碰撞产生弱磁场线圈测量系统 被引量:7
20
作者 唐恩凌 唐伟富 +4 位作者 相升海 李乐新 张薇 于辉 赵新颖 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1132-1136,共5页
为了测量超高速碰撞过程中产生瞬态弱磁场的磁感应强度,设计了弱磁场测量的线圈系统。阐述了线圈的设计、线圈等效电路的分析、运算放大器的选择及其功能。理论上探讨了自积分电阻对测量频率的影响。通过超高速碰撞实验得到了产生的弱... 为了测量超高速碰撞过程中产生瞬态弱磁场的磁感应强度,设计了弱磁场测量的线圈系统。阐述了线圈的设计、线圈等效电路的分析、运算放大器的选择及其功能。理论上探讨了自积分电阻对测量频率的影响。通过超高速碰撞实验得到了产生的弱磁场信号,实验记录的测量信号光滑,表明该测量系统具有较好的抗干扰性能。该测量系统的建立将为超高速碰撞产生等离子体的性能研究提供新的手段。 展开更多
关键词 超高速碰撞 弱磁场 线圈测量系统 等效电路 等离子体
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