星载材料极弱剩磁测量方法研究

为解决科学探测卫星星载材料微弱磁性测量难题,本文提出了一种卫星部件极弱剩磁的测量方法,并研制了测量系统。利用屏蔽技术去除外界磁场干扰,在屏蔽系统内搭建了测量系统,使用零场原子磁力仪采集旋转试件的磁场频谱信息,通过小波多分辨分析方法处理得到试件的磁特征数据。研究表明:本文方法可有效提取极弱剩磁信号,且系统稳定度优于1×10^(-12) T/30 min,磁场分辨率优于1×10^(-12) T,磁矩提取分辨量级可达10^(-6) A·m^(2),为整星磁洁净控制和空间磁场高精度探测提供了途径。

高灵敏微波载荷卫星出舱电缆及舱体屏蔽的EMC设计

针对高灵敏微波载荷卫星对舱板电磁屏蔽效能的高需求与出舱电缆对舱体屏蔽效能巨大破坏性之间的矛盾,文章首先提出航天器理想舱板(无出舱电缆)的电磁屏蔽效能分析方法,给出提高对于1 GHz以上干扰电磁波屏蔽效能的设计原则;然后分析出舱电缆成为影响航天器外舱板对P波段(150 MHz~1 GHz)电磁波屏蔽效能主要因素的机理,给出干扰电流与干扰场强关系计算公式;最后给出出舱电缆及舱体屏蔽的电磁兼容(EMC)设计方法,提出用接地电阻测量法验证出舱电缆屏蔽皮接地的有效性,为总体总装EMC实施找到关键控制手段,并通过整星试验数据确认此方法能有效提升整星EMC试验效率。

霍尔效应实验自主分层次教学探究

为了解决2023版《理工科类大学物理实验课程教学基本要求》中分层次教学要求与现有仪器设备不完全匹配问题,我们结合本校实际探索了一条低投入高效能的自主化分层次实验教学途径。本文以霍尔效应实验自主化分层次教学实践为例,探究了如何在现有B层次的实验仪器上,细挖深究结合动手改造,开展C层次研究性实验和D层次设计性实验。在霍尔效应副效应研究性实验中,我们评估了所有效应的阶数,并定量测量了副效应引起的附加电势差;在角度传感器设计性实验中,我们完成了基于霍尔效应的角度传感器设计,并发展了一套两参量最小二乘法误差处理方法。自主化分层次实验教学有助于因地制宜地开展实验教学改革,提升实验教学质量。

基于集成光学的兆伏每米强脉冲电场传感器研制

针对兆伏每米(MV/m)强脉冲电场的测量需求,设计并研制了基于集成光学的共路干涉仪(CPI)小体积宽带脉冲电场传感器。基于电光效应及电光调制原理,建立了传感器的幅度和频率响应传递函数,分析了集成光学探头的接收特性,并推导了探头灵敏度和带宽随波导长度的关系。设计了适用于MV/m量级脉冲电场测量的纯光学非金属CPI传感器,提出了利用晶体宽度对测量灵敏度调控的方法,使得设计的半波电场提高了2倍以上。研制的无源探头体积小于20 mm×10 mm×5 mm、理论带宽大于4 GHz、最大测量幅度大于1.2 MV/m。研制的传感器在高空电磁脉冲(HEMP)、雷电电磁脉冲(LEMP)及脉冲功率等领域具有应用前景。

基于可穿戴式脑磁图的视觉混合脑机接口研究

新兴的可穿戴式脑磁图技术为脑机接口(BCI)提供高质量数据奠定了基础.为探究可穿戴式脑磁图应用于视觉混合BCI上的可行性,本文基于稳态视觉诱发场(SSVEF)和Alpha波设计了SSVEF-Alpha混合BCI,并在不同分类模型上进行了性能对比结果表明,基于用户依赖(UD)的训练方法,混合BCI6分类平均分类准确率为(93.29±1.69)%,信息传输速率可达86.81bits/min,且使用短数据长度进行用户独立(UI)的训练方法比免训练的方法更具优越性.本研究验证了视觉混合BCI的有效性,为进一步开发设计可穿戴式脑磁图的BCI应用产品提供参考范例.

基于铷原子系综的等温剩磁检测系统研究

等温剩磁(isothermal remanent magnetization,IRM)是物质磁性测量分析的重要研究内容之一.然而,常用的等温剩磁测量系统因测量灵敏度低、体积庞大且维护成本高等问题无法满足实际使用要求.因此,设计并研制测量精度高且便于使用的小型化等温剩磁检测系统成为必然,其中,基于铷原子系综的磁场测量技术具有灵敏度高、易小型化等优点.利用该磁场检测技术,设计并搭建了等温剩磁检测系统,着重介绍了磁化装置、剩磁检测装置等核心部件的设计方案,并成功地对采自华东师范大学闵行校区樱桃河附近表层土壤进行了检测,实现了该土壤等温剩磁曲线的测量.研究表明,该系统操作容易且便于维护,在环境磁学、地质勘探和生物磁场测量领域有很重要的应用前景。

脉冲电场诱导组织阻抗谱动态变化测试的实验教学研究

该文设计了一个将脉冲电场作用于马铃薯块茎引起组织阻抗谱实时变化的医工交叉实验教学研究方案。该方案采用马铃薯块茎模拟待消融组织,实现了消融效果的可视化,激发了学生的学习兴趣。实验测量了组织阻抗谱,建立了等效电路模型并获得了等效电路元件参数变化规律,探索了其与消融效果之间的关联。该实验加深了学生对负载阻抗特性及电路模型概念的理解,并应用于解释实际生物医学现象,体现了“两性一度”的高校课程理念。该教学方案有助于学生了解交叉学科前沿知识,增强交叉学科认知,提升科研素养。该实验操作简单、成本低廉,有推广应用价值。

基于霍尔效应用于小口径螺线管测量磁场装置的改进

搭建了能够测量长直小口径螺线管轴线磁场的装置,测量了霍尔片的霍尔系数,并用改进的霍尔片测量了矩形和圆形截面螺线管轴线磁场强度大小。通过拟合实验数据并与理论值比较,表明装置的可靠性较好。本研究为测量小口径螺线管内部磁场提供了一种可行的方案。

脉冲涡流检测在核电厂管道的应用

[目的]为了提高换热效率,核电厂的凝结水管线、主给水管线、疏水管线及部分抽气管线管道外侧均加装了包覆层,目前对于铁磁性管道的检测手段主要为常规超声技术及超声导波技术。上述检测技术受限于检测环境及前提条件,检测难度较大。文章旨在提高带保温层管道的检测效率,丰富技术手段,缩短检修工期,提高核电厂经济效益。[方法]通过研究核电站低频电磁干扰下脉冲涡流检测方法的可行性和可靠性,利用感应电压测量值与计算值建立最优化参数反演问题,并结合参数之间的耦合关系式,根据管道脉冲涡流场时域解析解的基础上,建立感应电压测量值与计算值特定关系式,建立最优化参数反演问题,并结合参数之间的耦合关系式,提出1种针对核电厂带保温管道在役运维的脉冲涡流检测技术。[结果]利用文章提出的铁磁管道相对壁厚脉冲涡流检测方法对核电厂在役样管进行检测,并将检测结果与常规超声检测结果进行对比,得出二者检测结果误差在5%左右。[结论]脉冲涡流检测结果可靠,适用于核电厂铁磁管道壁厚腐蚀减薄的无损检测与评估。

线圈放置方式对脉冲涡流检测的影响分析

[目的]核电厂汽水管线一般在管道外壁加装保温层,从而提高换热效率。目前对于铁磁性管道的检测手段主要为常规超声及超声导波,检测前需要将管道外壁保温层拆除,导致检测工期延长,人力成本增加,无法达到核电厂高质量发展的要求。核电厂脉冲涡流技术的应用可以省去保温层的拆装,实现不停机在线筛查。检测线圈的放置方式对缺陷的检出能力是脉冲涡流技术重要指标。[方法]文章利用ANSYS中的Maxwell模块进行管件建模及仿真,分别设计同轴式与垂直式检测线圈,保持提离距离、材料一致及其他条件一致下,模拟脉冲涡流对平底缺陷的检测能力。选取核电厂样管进行同轴式与垂直式脉冲涡流测试,将脉冲涡流(Pulsed Eddy Current Testing,PECT)测试结果与超声测厚进行复核,对比两种线圈放置方式对脉冲涡流检测的影响。[结果]研究表明:垂直式线圈相对于同轴式线圈对缺陷检出效果更佳。[结论]核电厂脉冲涡流技术的应用对脉冲涡流技术在核电领域实施具有重要意义。

基于量子测量技术的磁学计量发展概述

针对磁学量子测量技术发展历程,以及各国基于量子磁强计建立的磁学量子计量标准能力,研究了已在磁学计量标准量子化应用中的质子磁强计、核磁共振磁强计、光泵磁强计;介绍了CPT磁强计、SERF磁强计、金刚石NV色心磁强计等量子磁强计的原理;通过总结量子磁强计国内外发展现状及具备的准确度高、磁场噪声低、稳定性好等技术优势,分析其替代现行磁参数计量标准的可行性及优点;同时提出未来量子测量技术在磁学计量标准量子化方面潜在的研究方向。

提升电磁兼容性(EMC)检测报告规范性与专业性的分析与建议

电磁兼容性(EMC)是电子电气产品的通用质量指标之一。本文通过分析EMC检测报告中所需的通用要素,梳理EMC检测机构运行过程中的常见风险,分析内外部评审对报告质量抽查中发现的问题,并以集成电路辐射发射检测报告为例,分析了EMC检测报告的主要技术参数和关键点,旨在为提升EMC检测机构质量服务效能,以及EMC检测报告的规范性和专业性提供参考。

GB/T 43034.3-2023标准解析

本文以GB/T 43034.3-2023《集成电路脉冲抗扰度测量第3部分:非同步瞬态注入法》标准为研究对象,介绍标准制定的背景,分析梳理了集成电路脉冲抗扰度测量非同步瞬态注入法试验的试验方法、程序和报告等通用技术内容,并选取某款车规安全芯片进行脉冲抗扰度试验验证。通过对标准解析和试验验证,助力标准使用者的理解与应用,促进集成电路电磁兼容标准化的推广,提升我国集成电路的电磁兼容性能。

高空核爆电磁脉冲晚期效应对变压器的影响

高空核爆电磁脉冲晚期效应(即E3效应)产生的直流偏磁严重影响电力设备的正常运行,甚至导致供电系统瘫痪。针对此现象,本文模拟高空核爆电磁脉冲晚期环境,建立变压器模型,开展直流偏磁对变压器影响的综合分析,包括变压器内部的振动位移、变压器声压级以及变压器内部铁芯的温度增长等。仿真结果表明,随着高空核爆电磁脉冲E3效应在变压器引入的电流增大,变压器铁芯产生的位移、噪声声压级、铁芯温升快速增大,且值极有可能超过变压器的相关阈值,从而对变压器造成损坏。本文可为变压器的安全运行提供理论支撑。

基于相干布居囚禁的毫特级磁场测量方法研究

提出了一种基于相干布居囚禁原理的毫特级磁场测量方法,通过线偏振激光与^(87)Rb原子相互作用,得到磁场下因核自旋引起分裂的CPT共振信号,并根据分裂开的两个CPT共振信号进行磁场测量,该方法可以消除高次塞曼效应引起的非线性误差,从而提高磁场测量的准确度,可为量子化毫特级恒定磁场标准的建立提供了一种新的技术方案。

照明设备抗扰度标准EN IEC 61547:2023新旧版本差异解析

本文主要分析了一般照明用设备电磁兼容抗扰度要求新版本标准EN IEC 61547:2023与上一版本EN 61547:2009的差异,阐述了静电放电测试的工作条件、自镇流灯和道路与街路照明设备的测试要求变化、待机模式的测试要求的增加等主要的差异,总结了新版标准中需要注意的事项,展望了未来照明产品的技术发展方向。

对GB 17625.1-2022照明设备(额定功率(5~25)W)波形(相位角)判定方法的探讨

介绍了新版谐波电流发射的电磁兼容标准GB 17625.1-2022,主要分析了新版标准中C类照明设备(额定功率(5_~25)W)的限值和试验方法,重点指出现有的波形(相位角)判定的影响因素。介绍了国际标准修订件对波形(相位角)判定方法的指引,并与现有判定方法进行了比较和分析。阐述波形(相位角)判定方法对照明设备的认证测试的影响以及需要注意的事项。

大深度多功能电磁探测技术研究

通过对大功率多功能电磁法发射系统所涉及关键技术的研究,研制出具有自主知识产权的大功率(70kw)多功能(具有CSAMT,IP供电功能)电磁发射样机;通过对多功能电磁法接收系统所涉及关键技术的研究,研制出多功能(具有AMT、CSAMT,IP测量功能)电磁法接收样机;研究开发了与多功能仪器样机相配套的数据处理技术;在试验区开展了自主研制的多功能电法系统与GDP32的场地对比试验,取得了良好效果。

基于数字传感技术的电学综合实验系统

研制了由数字电压、电流及微电流传感器组成的电学传感系统,可替代传统的电压、电流和微电流表,并能够实现实验数据的数字化采集、传输、存储和处理.此外,还开发了标准化的电学元件模块,采用标准化模具和透明结构设计,使所有元器件清晰可见,支持多种规格的元器件,便于在实验过程中灵活调整元件参量.利用这套实验系统,可以开展一系列电学实验项目,包括非线性元件的伏安特性研究、直流电桥、RLC电路分析、电表改装、示波器原理及其应用等实验.

基于里德堡原子的电场测量

里德堡原子具有大的极化率、低的场电离阈值和大的电偶极矩,对外部电磁场十分敏感,可以用来测量电场强度特别是微波电场的强度.利用里德堡原子的量子干涉效应(电磁诱导透明和Autler-Townes效应)测量微波电场强度的灵敏度远高于传统采用偶极天线测量微波电场的灵敏度.此外,里德堡原子电场计可以溯源到标准物理量,不需要额外校准;采用玻璃探头,对待测电场干扰少;灵敏度也不依赖于探头的物理尺寸.同时,该电场计还可以实现对微波电场的偏振方向的测量,实现亚波长和近场区域电场成像与测量.通过选择不同的里德堡能级,可以实现1—500 GHz超宽频段范围内微波电场强度的测量.主要综述基于里德堡原子的电场精密测量研究,详细介绍了里德堡原子电场计的原理与实验进展,并简单讨论了其发展方向.