基于亥姆霍兹线圈的均匀磁场发生器设计分析及应用

目的:根据亥姆霍兹线圈原理设计、制作大尺寸均匀磁场发生器,用于大鼠磁场辐射干预实验,研究磁场对生物生理及病理机能的影响。方法:用计算机、功率放大器、亥姆霍兹线圈组成均匀磁场发生器,利用Matlab软件编程,将产生的正弦波音频信号传送到功率放大器,驱动亥姆霍兹线圈产生均匀的磁场,利用有限元分析软件ANSYS的电磁分析模块对亥姆霍兹线圈产生的磁场进行有限元分析,并与实测结果进行对比。结果:实验证明,均匀磁场发生器能在亥姆霍兹线圈15%的空间内产生误差小于10%的均匀磁场,能够满足医学实验的要求。结论:该装置结构简单、成本低、控制精度高,具有重要的理论和实用价值。

脉冲磁场发生器中用Braunbeck线圈的分析

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。

地磁模拟器场均匀性研究

方体亥姆霍兹线圈地磁模拟器用于模拟地磁导航器件工作环境的磁场变化，其磁场均匀性主要受线圈几何形状及结构尺寸的影响。为了得到其磁场均区与结构尺寸的关系。构建了方体亥姆霍滋线圈的数学模型，导出了其内部任意点处磁场矢量解析式。应用ANSYS软件对模拟器内磁场分布进行了数值计算，并通过实验测得其中心磁场强度与励磁电流的关系。分析表明。解析解与数值解及实验结果具有较好的一致性。

Voigt线型两翼拟合非均匀流场吸光度的方法研究

在吸收光谱领域特别是可调谐半导体激光直接吸收光谱(dTDLAS)技术中,需要精确测量吸收光谱的积分吸光度值以精确反演出流场温度、组分浓度等参数。对于非均匀流场,单光路吸收光谱测量时,由于沿测量路径的谱线展宽随流场状态的变化而变化,见诸文献的研究主要采用Voigt或Lorentz线型对吸光度曲线拟合处理或直接对吸光度曲线数值积分获取积分吸光度值,针对方法可能引入的误差进行了模拟分析,并提出Voigt线型两翼拟合吸光度的方法来获取吸收光谱的积分吸光度值,以减小拟合误差。采用流场测量中常用的H_2O作为目标气体,选取了8条具有不同低态能级的吸收线,以实验室平焰炉为原型建立两种非均匀流场模型,并通过分段法对流场非均匀性进行等效处理。分别采用Voigt线型拟合法、数值积分法和Voigt线型两翼拟合法模拟计算两模型的积分吸光度值,通过与理论积分吸光度值对比得出各方法的误差大小,从而确定出在不同的非均匀流场情况下相适应的积分吸光度值获取方法。

辐射抗扰度均匀域校准方法的仿真与分析

基于射频电磁场辐射抗扰度的原理,用MATLAB工具建模,对比分析射频电磁场辐射抗扰度测试中的两种场均匀域校准方法:恒定场强法和恒定功率法。仿真结果表明,理论上两种方法完全等效,产生的均匀域相同。

辐射式核电磁脉冲模拟器场均匀区域测试方法

基于现有标准中没有专门用于测试辐射式核电磁模拟器场均匀区域方法的现状,通过搭建辐射式核电磁脉冲模拟器试验系统并进行试验测试和数据分析,明确了辐射式模拟器的场均匀区域应在近场区内以脉冲峰值为标准进行定义,在均匀区域内只考虑脉冲峰值的变化;脉冲峰值随距离呈线性变化;在距离平面上的场分布具有一定规律,因此提出通过测试距天线口径面3m位置起3个点的场值来获得场均匀区域的方法。使用该方法测得辐射式核电磁脉冲模拟器场均匀区域为4.5m(长)×6m(宽)×6m(高),为下一步开展电磁脉冲效应试验提供了前提条件。

五区电除尘技术原理及应用

为了满足节能减排的迫切需要和污染治理的严格要求,针对电除尘器提效改造提出了五区电除尘的理念,研发了五区电除尘试验装置,进行了五区收尘机理试验及模拟工况优化试验。并将该技术应用到二电场烧结机头电除尘器提效改造工程中,经过4年的工业考核,证实其性能优良、工作可靠且运行稳定。

用IEC 61000-4-20评定GTEM cell场均匀性的研究

介绍了 IEC 61000-4-20对场均匀性的规定,并采用此标准附录 B 推荐的两种场均匀性评判准则对 GTEMcell 均匀区的场均匀性进行了评定,发现采用两种不同的评判准则时,GTEM cell 场均匀性的符合性评定可能会获得不同的结论。对产生不同结论的原因进行了分析,并提出了建议。

大面积均匀微波等离子体源的电磁场计算及优化设计

本文对大面积均匀微波等离子体源的放电室中的电磁场进行了理论分析，导出放电室的直径、高度与微波窗口厚度三者之间的关系，给出一些典型参数时的电场强度分布图，提出了胶体高度可调的必要性，为该种形式源的优化设计提供了理论依据。

关于三角域上正交函数的研究

本文给出的新结果是:(1)三角域上Franklin函数的表达;(2)三角域上Rademacher函数的定义;(3)三角域上Walsh函数的构造.研究中采用面积坐标和二进坐标分离技巧,完成了对Walsh函数的定序.

基于空间均匀定常风场的人影作业高炮安全射界修正

针对37 mm人工影响天气作业高炮推导非标准气象条件下质点外弹道的计算方法,分析弹丸分别受横风和纵风影响时的弹道侧偏及射程修正。结果表明:风对高炮弹丸的运动轨迹影响较为剧烈。纵风通过影响空气阻力的大小和方向,改变弹道射程;横风影响空气阻力的方向,从而使弹道轨迹产生顺风向侧偏。在同一发射仰角下,随着风速的变化,横风引起的弹道偏程修正量和纵风引起的射程修正量呈现出近似等差数列的变化规律。通过拟合分析,得到风速、发射仰角与弹道修正量之间的关系表达式,在实际作业时,可粗略地利用该数学表达式快速估算任意风速下的弹道修正量。

通风孔对混响室场均匀性的影响

在混响室场均匀性和校准的基础上,从能量的角度出发,数值分析不同形状、大小和占空比(镂空面积与孔面总面积之比)通风孔对混响室内部电磁能量的泄漏和均匀性的影响。相较方形孔,圆形孔的电磁泄漏更小,场强标准方差相差11.15d B;孔面积越小,占空比越小,泄漏越小,标准方差分别相差12.75 d B和19.02 d B。以实验室混响室为研究对象进行实际测试,减小通风孔占空比很好地改善了混响室场均匀性。数值分析和实测结果表明:通风孔是混响室内外电磁能量耦合的主要通道之一,影响到混响室内的局部能量密度和总场均匀性;孔的形状、面积和占空比是其影响因素,且占空比占主要地位。

GB/T 17626.3关于均匀场域校准的新旧版标准差异解析

基于射频电磁场辐射抗扰度试验最新国标GB/T 17626.3-2016的研究,通过对GB/T 17626.3关于均匀场域校准的新旧版标准差异部分的详细解读和分析,归纳和整理出在不同情况下均匀场域窗口应用的二叉树选择图,详细公式推导和论证了校准方法中的测试系统确认步骤,这加深了标准关于此部分条款内容的理解。

两平行圆形电流间的磁场分布的数值解及其匀场区

文中简要解出两平行圆形电流间的磁场分布的数学表达式,并借助微机求出磁场分布区各点磁感应强度B的数值解和B的方向,画出新的、较准确的均匀磁场区的范围,最后给出B—X曲线。

如何进行场均匀面的校准

在电磁兼容试验中,辐射敏感度测试是必不可少的一项试验,而此试验需要校准电波暗室内的场均匀面。为此应组建测试系统,采取固定功率法或固定场强法,对得到的数据进行分析,最后测得具有相近场强的一个均匀面,并对测试系统的线性进行验证,证明测试系统具备此项测试的能力。

用固定功率法进行辐射抗扰度场地场均匀度校准

随着电子电器类产品的高速发展,ITE产品的工作频率越来越高,电子产品彼此之间干扰的影响频率范围也在不断扩大,辐射抗干扰的测试频率范围在提升,同时对辐射抗干扰测试的场地要求也越来越重视,该文主要介绍辐射抗干扰场地的校准方法和校准问题的处理。

表面等离子体无掩膜干涉光刻系统的数值分析(英文)

表面等离子体激元具有近场增强效应,可以代替光子作为曝光源形成纳米级特征尺寸的图像.本文数值分析了棱镜辅助表面等离子体干涉系统的参量空间,并给出了计算原理和方法.结果表明,适当地选择高折射率棱镜、低银层厚度、入射波长和光刻胶折射率,可以获得高曝光度、高对比度的干涉图像.入射波长为431nm时,选择40nm厚的银层,曝光深度可达200nm,条纹周期为110nm.数值分析结果为实验的安排提供了理论支持.

Design of Braunbeck Coil for Nuclear Magnetic Resonance Gyro Magnetic Field Excitation

For generating a uniform and steady magnetic field, Helmholtz coil is extensively used in nuclear magnetic resonance gyro(NMRG). Unfortunately, the volume of Helmholtz coil makes it inconvenient to miniaturize NMRG. This study introduces Braunbeck coil that can be used in magnetic field excitation system. Braunbeck coil can produce homogeneous magnetic field within a limit space, and occupy a small volume. In addition, this study presents mathematical expressions that can be used to calculate the area of uniform magnetic field. Experimental test verifies the effectiveness of the proposed design, and the results accord closely with the actual simulation.

基于紫外成像的电晕放电海拔因素的研究

基于视频分析和图像处理的方法提取紫外成像放电区域的面积,并将其转化为表征电晕放电强度的参数,分别在高原地区(海拔为1 895 m)和平原地区(海拔为17 m)进行了棒-板间隙放电紫外成像特征的定量研究,分析了海拔高度对极不均匀电极模型间隙放电的影响。试验表明:在电压等级逐渐升高的情况下,高原地区较平原地区先出现明显的紫外成像光斑,即随着海拔高度的增加,起晕电压会降低;在相同的试验条件下,相同电压等级下高原地区的紫外成像光斑面积为平原地区的1.5～3倍,即随着海拔高度的增加,电晕放电强度会相应增加;相同的电压等级时,紫外成像仪的增益越小,高原地区与平原地区的紫外成像光斑面积比越大,即研究海拔因素时,还需考虑到增益的影响。

基于气体相对射速比的加热炉温度场仿真

以燃气室式加热炉为研究对象,采用CFD仿真技术对炉膛内燃气燃烧过程建立了实体模型并进行了燃烧模拟。对炉内温度场的变化和均匀性进行模拟,通过设定天然气和空气不同的相对射速比,分析其对炉内温度场分布情况和区域温度均匀性的影响,找出加热炉内温度均匀性较好的空间分布,为钢坯合理装炉提供指导依据。仿真分析结果表明:空气与天然气的相对射速比越小,炉内燃烧的平均温度越高,高温区域覆盖越多,温度分布越均匀,其中,使各项指标均达到最优的射速比区间为1.2~1.4;同时,在最优相对射速比下也存在高温区和低温区,通过对加热炉各部分温度云图及仿真数据的比较分析,确定了高效加热区域,为锻件合理装炉、减少加热时间、节约燃气和降低废气的排放提供了理论基础。