结肠机器人无线能量传输系统的设计与实现

为使结肠机器人摆脱供电线缆,深入肠道内部,研制了一种无线供能装置.该装置基于电磁耦合原理,可在人体胃肠道区域产生固定频率的均匀交变磁场,并针对结肠机器人在人体内运动的功率要求、姿态与位置的不确定性及尺寸要求等,设计了合适的接收线圈模型.用不同股数的绕线制作了8种相同外形尺寸的接收线圈,比较各线圈的接收效率,最终选用10股绕线制成的线圈.实际搭建了为肠道机器人供能的无线能量传输系统,并验证了其可行性.

旋转磁矢量场发生器研究

为了在实验室环境下对飞行器滚转角测量装置进行调试,研究了一种旋转磁矢量场模拟试验装置;采用ANSYS软件对磁屏蔽筒的屏蔽效应及亥姆霍兹线圈的磁场分布进行了数值模拟,并采用TMS320F2809-100型DSP芯片和TIDSPBIOS实时操作系统实现矢量信号的发生;结果表明:磁屏蔽筒能有效屏蔽外界磁场,产生近似的零磁空间;亥姆霍兹线圈中心区域磁感强度为变化缓慢的均匀区,可作为被测装置的工作区;测量数据与模拟器输出信号的理论值的差值小于6%,DSP的CPU运算能力裕度大于50%;用磁屏蔽筒、亥姆霍兹线圈、矢量信号发生器可以构成用于飞行器滚转角测量的模拟实验装置。

胶囊内窥镜能量发射装置的设计及实现

体外能量发射装置是胶囊内窥镜无线供能系统中很重要的一部分。为了使胶囊内窥镜获得较稳定能量,同时研究传输效率和人体安全性与谐振频率的关系,设计了一种可在人体消化道区域内产生均匀交变电磁场、谐振频率在10～400kHz范围内调节的体外能量发射装置。根据无线供能系统的要求设计了该装置的发射线圈、驱动电路,并实际搭建了整个装置。实际使用验证了该能量发射装置设计的可行性,并取得了较好的效果。

B-H复合型传感结构设计及H线圈校准研究

对超微晶合金样片二维高频旋转磁特性测量时所需的传感结构进行了设计,采用针探测技术制作了B传感器,采用线圈法制作H传感器,设计了一种新型B-H复合型磁滞矢量传感器。此外,文章还对H线圈系数的校准做了说明,通过设计一个可以产生交变均匀磁场的改进型亥姆霍兹线圈装置来进行校准实验,并最终确定了H线圈的校准系数。

亥姆霍兹线圈场均匀性的仿真研究

通过对亥姆霍兹线圈内部的均匀场进行仿真计算,直观地看到了线圈内部场的变化趋势,将结果与解析法结果对比,误差在1%左右,亥姆霍兹线圈在其轴线附近产生的磁场均匀度较好。并以r为200mm、250mm、300mm为例,仿真计算出均匀区的大小,结果表明,线圈馈入点的位置会影响均匀场对称中心的位置。

正切检流计法测量地磁三分量

存在于地球周围具有磁力作用的空间被称为地磁场。地球磁场和地球引力一样,是一个地球物理场,是地球内部的物理性质之一。地球的磁性是地球上生命的保护伞,准确测量地磁场对震前预测、地质勘测等有着重要的意义。描述地磁可以由三要素导出。文中介绍了采用正切检流计法测量地磁三分量,设计并组建了一套由亥姆霍兹线圈等仪器组成,可以实现正切检流计法的实验装置。通过该装置测量了地磁三分量,并分析了影响测量数据准确性的主要因素。

基于地磁计转数的引信化学电池相对激活时间测试方法研究

针对小口径引信化学电池激活时间的测试需求,提出了一种利用弹载存储测试技术同时记录化学电池电压曲线和弹道地磁信号的测试方法。给出了引信电池相对激活时间的定义和测试原理;仿真分析了突变磁场的产生方法及局部地磁信号的畸变特性;给出了动态回收试验方法与试验数据。试验结果表明,该测试方法可以获得电池电压上升曲线、弹丸出炮口时刻及电池相对激活时间,对优化电池性能及提升引信作用精度有参考意义。

电子成像均匀约束磁场的产生及测试分析

为增加离子与原子碰撞成像系统中探测电子的立体角,设计了一约束电子的复合型亥姆霍兹线圈装置.对复合型亥姆霍兹线圈的磁场分布进行了理论计算和分析,并对制作的复合型亥姆赫兹线圈产生的磁场进行了实验测量,得出磁场的均匀性好于±0.6%.

用于细胞培养的均匀电磁场模型

目的对自行设计的亥姆霍兹线圈空间内产生的均匀电磁场区域进行数学运算模拟，并进行可视化描述。方法在柱坐标下，建立空间内任一点的磁场数学模型，利用MATLAB数值方法对自行设计的脉冲电磁场发生装置和可以产生均匀磁场的亥姆霍兹线圈所产生的磁场分布进行可视化模拟。结果空间磁场分布的验证结果表明：线圈空间内轴向磁场Bz主要分布在0．015m≤z≤0．045m、0．03m≤y≤0．03m的圆柱内，磁场强度为0．06T。结论磁场的均匀区域符合设计的要求，可以为细胞培养提供所需要的一定强度并在一定空间范围内均匀的电磁场。空间磁场的可视化描述可以为随后的实验研究具有指导作用，特别对培养板（或培养皿）在磁场中的放置位置可提供直观的指导，以排除因磁场误差引入的实验结果的差异。