中频磁场作用下矩形冒口内部钢液磁场分布的模拟研究

通过数值模拟的方法对中频磁场作用下矩形冒口内部钢液的磁场分布规律进行测定,探究了电源频率,感应电流及线圈作用位置对其内部磁场分布的影响。模拟结果表明:钢液内部磁感应强度沿Z向呈"两边小,中间大"分布趋势,磁感应强度峰值出现在中心偏上位置,拐角C处磁感应强度值最大,窄边中心D和宽边中心B次之,钢液中心A位置的磁感应强度值最小;随电源频率的增加,钢液中心位置的磁感应强度峰值不断减小,且频率越高磁感应强度衰减的越严重,但磁场均匀性却不断得到提升;随感应电流的增加,钢液中心位置的磁感应强度峰值几乎呈线性增加,但整体磁感应强度均匀性却在不断降低;随感应线圈位置的上移,钢液中心位置的磁感应强度峰值也随之上移,但其值却略有减少。

中频磁场对小鼠血液及重要脏器的影响

目的探讨中频磁场对小鼠血液指标、重要脏器及生殖系统功能的影响。方法20只雄性昆明小鼠,体重(30±2)g,随机分为辐照组和对照组,每组10只。辐照组小鼠受磁场(40 kHz,28 mT,2 h/d)连续照射7 d。第8天检测血常规,取脑、肝、肾、脾及睾丸称重后进行组织分析。另24只雄性昆明小鼠分成4组,每组6只,包括对照组和实验1组(35 mT,2h/d)、实验2组(35 mT,1 h/d)、实验3组(0.18 mT,2 h/d),实验组均连续照射7 d,然后进行精子活率、精子密度检测。结果辐照组与对照组小鼠血常规及脏器称重结果差异均无显著性(P>0.05)。病理切片提示脑、肝、肾和脾无病理变化,而睾丸小叶中各级生精细胞均有减少,精子细胞减少且排列紊乱。精子活率对照组为(40.58±7.75)%,实验1组降低至(7.40±1.06)%(q=16.909,P<0.05),实验2组降低至(12.26±0.87)%(q=14.432,P<0.05),实验3组(37.84±5.52)%与对照组差异无显著性(q=1.396,P>0.05)。各实验组与对照组间精子密度差异无显著性(P>0.05)。结论中频交变磁场对小鼠雄性生殖系统可能存在一定影响。睾丸可能是电磁辐射靶器官之一,对中频磁场(40 kHz)极其敏感。而该条件下电磁场对小鼠血液及脑、肝、肾、脾等器官无明显影响。

基于误差与抗干扰优化的中频强磁场测量仪设计

通过对中频强磁场空间点测量工况分析和信号处理电路误差计算,找出了产生误差的主要因素.为提高测量仪的精度、实时性和抗干扰能力,采用软硬件相结合优化方法,在信号调理电路中,合理配置前后级的放大倍数和相关电阻以及采用高精度运放,可以大大减少小信号放大引起的误差.采用两种硬件措施和独特平均值滤波方法可以有效抑制信号干扰.通过最小二乘法优化数据拟合参数,进一步减少了整流滤波和程控放大电路引起的误差,整体提高测量仪器性能.对优化后测量仪实验测试结果表明:测量误差小于±1.5%,一致性误差小于1%,测量的实时性也得到提高,取得了较好效果.

非正弦波中频强磁场测量方法及装置

用规格为A1323LUA的霍尔元件作为磁信号转换器、AD637作为真有效值集成转换器构建了霍尔传感器测量电路及信号处理电路,再组合其它功能模块,以真有效值代替平均值算法,在实验室自制了可以测量不同电流波形磁场的测量装置,通过对磁感应强度计的定标及测量验证,能满足非正弦波中频磁场强度的检测需要。

中频电磁场作用下金属液面稳定性的研究

为了控制电磁铸造过程中金属液面的稳定性 ,借助于激光测量传感器研究了低熔点伍德合金在 2 5 0 0Hz交变电磁场作用下液面波动情况及液面形状。试验发现 ,在电磁场作用下沿金属液面半径方向各点的波动规律相似 ,当金属液面与感应线圈上平面平齐 ,并且施加适当功率的电磁场时 ,能获得更好的液面形状 ,并使液面波动更平缓。

中频电磁场对连续铸造铝合金铸锭表面质量影响(英文)

研究了在冷坩埚式结晶器外施加中频电磁场对铝合金连续铸造铸锭表面质量的影响,通过测量结晶器内的磁场分布确定了铝合金电磁连铸的基本工艺参数.研究结果表明:采用在结晶器壁开缝的方法可以有效地提高结晶器内的磁感应强度.对本工艺,当开缝数在12～18的条件下,磁场分布基本均匀;施加中频电磁场可有效地消除偏析瘤,明显地改善连铸坯的表面质量.

热镀锌中频交流磁场封流温度场模拟

利用ANSYS软件对中频交流封流中锌液的温度分布进行了模拟,采用电磁-热耦合数值分析方法计算了锌液在频率为900,1200,1500Hz和电流密度为4×106,6×106,8×106A/m2条件下的温度分布,分析了锌液温度与电源频率、电流密度、通电时间的关系,结果表明,中频磁场封流过程中,锌液温度因涡流发热升高且分布不均匀,降低电流密度和频率会降低锌液最高和最低温度差和锌液的温升,但需要结合封住锌液的条件来实现中频磁场封流.

中频强磁场传感器的设计分析与应用

在研发出国内首台中频强磁场测量仪的基础上,设计一种基于电磁感应定律的中频强磁场传感器,分析其结构和等效电路,进行性能测试和标定,并对实验结果进行误差分析,结果表明:所设计的传感器在300 Gs磁感应强度下和较宽的频带范围内频率特性良好,传感器满足设计要求。

中频交变磁场照射后小鼠的行为学变化

目的:目前电磁辐射对生物体行为学方面的研究还很薄弱,设立不同磁场的强度和不同照射的周期,观察中频领域磁场照射对小鼠的自主活动和学习记忆的影响。方法:实验于2007-05-10/06-15在清华大学医学院和中国医学科学院药用植物研究所完成。①实验材料:磁场发生装置:中频交变磁场发生装置由清华大学工程物理系医学物理与工程研究所自主研发,可产生频率为40kHz,场强为28.8A/m,28.8kA/m的中频交变磁场。自主活动测试箱:中国医学科学院药用植物研究所提供,为一可封闭的金属箱,内置摄像头。4只黑色塑料测试桶分别置于箱子四角。水迷宫测试箱:中国医学科学院药用植物研究所提供。②实验动物及方法:将80只小鼠随机分为不同场强照射组和对照组。强磁场照射1组:11.6kA/m/40kHz,1h/d,连续照射7d。强磁场照射2组:11.6kA/m/40kHz,2h/d,连续照射7d。强磁场照射3组:11.6kA/m/40kHz,2h/d连续照射15d。弱磁场照射组:28.8kA/m/40kHz,2h/d,连续照射7d。对照组除了未放入磁场照射,其他条件与照射组一致。实验过程中对动物处置符合动物伦理学要求。③实验评估:观察其一般活动的改变,并采用自主活动测试箱和水迷宫测试箱进行测试,观察各组小鼠的自主活动和学习记忆的改变。结果:①一般行为观察:与对照组小鼠对比,经过中频交变磁场照射过的各组小鼠活跃度减低,毛色较差。强磁场照射3组(145G,2h/d,连续15d)于第11天和13天分别死亡1只。②自主活动检测结果:强磁场照射2,3组小鼠的运动路程、运动速度、运动时间明显低于对照组(P<0.05)。③水迷宫测试结果:在学习记忆检测阶段撤掉平台,发现各组动物2min内穿越平台原来所在象限的次数没有明显差别(P>0.05)。结论:中频交变磁场照射会给小鼠的自发活动造成一定影响,对学习记忆没有影响。

中频脉冲磁场对Q275钢组织及残余应力的影响研究

磁处理是一种通过动态磁场与铁磁性工件相互作用来改变工件残余应力的新方法。文中以经过中频脉冲磁场处理的Q275钢件为观察目标,对其标定点分别进行金相、位错结构及表面形貌的观察,探索磁处理对Q275钢中残余应力的影响及磁处理影响残余应力的潜在机理,为磁处理的实际应用奠定基础。

中频磁场辐射全身毒性与安全性实验评价

通过模拟临床试验条件对100kHz中频交变磁场进行安全性评价。选用成年雄性的比格犬,随机分为对照组、连续辐照组和一周辐照2次组。两辐照组均接受为期4周的辐照,分别于辐照前和辐照后进行血液检测、尿液检测、免疫指标检测、骨髓涂片、精子质量和形态检测。辐照后处死比格犬,取各主要脏器制成病理切片,进行病理观察。综合分析磁场的生物学影响。分析发现,两辐照组与对照组及两辐照组间除个别指标外大部分指标无显著差别,而有差别的指标也在常规检测的正常值范围内。结果表明,磁感应治疗机产生的中频磁场对生物体无显著的生物学影响,且辐照时间与磁场的生物学效应无相关关系。

中频强磁场测量仪的误差分析与优化设计

为了提高已有中频强磁场测量仪的精度、实时性和抗干扰能力,通过电路和信号分析,采用低输入失调电压、低噪声的运放构建输入信号调理电路,减少由电路静态输出电压和导通电阻引起的测量误差,对调理后信号直接ADC采样获取信号峰值,减少由整流滤波和数据拟合引起测量误差及实时性和一致性问题。对经过优化后测量仪进行测试,实验结果表明测量误差小于3%,小信号准确检测范围扩展30%,一致性误差小于1%,同时测量的实时性也得到提高。

交流电磁场作用下液体金属液面稳定性的研究

为了控制电磁铸造过程中液体金属液面的稳定性 ,借助于激光测量传感器研究低熔点伍德合金在 2 5 0 0Hz交变电磁场作用下液面波动情况及液面形状 ;通过实验发现 ,电磁场作用下沿液面半径方向各点的波动规律相似 ,当金属液面与感应线圈上平面平齐 ,并且施加适当功率的电磁场时 ,能获得更好的液面形状 ,并使液面波动更平缓。

圆坯中频电磁软接触连铸结晶器内弯月面行为的研究

以低熔点合金Sn-32Pb-52Bi作为钢液的模拟介质进行静态热模拟试验,研究频率为1500Hz下不同液位、功率等参数下圆坯中频电磁软接触连铸结晶器内弯月面行为的变化规律。结果表明,中频感应电源产生的中频磁场相对于高频磁场具有较强的渗透能力,所以很容易通过分瓣体结晶器的切缝处而作用到液态金属上,并且只需要较小功率就能获得与高频磁场较大功率下的弯月面高度;随着电源功率的增加,弯月面高度也随着增大,同时也加剧了金属液表面的波动;试验时将线圈位置尽量靠近结晶器口部位置安装,有利于弯月面形变的增大和弯月面稳定性的增强;在浇注拉坯时应使浇注液面尽可能的控制在感应线圈高度中心偏下的位置。

交变磁场测量的研究进展

通过对磁场的种类和相关测量理论及方法分析,归纳了当前国内外交变磁场测量方法以及测量传感器和仪器的研究现状。针对医疗仪器等行业的需求,指出中频强磁场和空间点磁场测量方面的一些难点和取得的进展,介绍了最新研发的中频强磁场测量仪。最后分析了磁场测量技术的发展趋势,随着磁场测量应用的范围和各种要求的提高,测量磁场的频率、强度和空间分布变得越来越重要。

预应力钢绞线感应加热及其丝间接触模拟研究

预应力钢绞线感应加热是一复杂工艺过程,利用多物理场仿真软件对该过程进行模拟,可为工艺优化提供基础。对于几何方面,由于工艺的连续性,难以确定钢绞线丝间接触情况;对于物理场方面,感应加热是涉及多场的强耦合、强非线性过程。针对以上情况,根据两种丝间接触情况建立了三维钢绞线几何模型,描述了非线性材料参数,建立了相对磁导率关于温度和磁通密度的数值模型,测定了现场温度数据,判断了边丝间是否接触,分析了接触面宽度对加热效果的影响。结果表明:边丝之间是接触的,且现场温度数据与模拟结果较为吻合,验证了模拟的正确性。

空心铜管坯水平电磁连铸过程的电磁效应研究

以中试规模的空心管坯水平连续铸造系统为基础,研究了不同功率的中频电磁场对空心铜管坯凝固组织及力学性能的影响,提出了在空心铜管坯水平连铸过程中施加中频电磁场改善铸坯质量的方法.研究结果表明:当施加频率为1 kHz的电磁场时,空心管坯的表面粗糙度降低了约50%;当施加功率为20 kW的电磁场时,空心铜管坯的组织得到细化,抗拉强度提高了约40%,延伸率提高了50%;当施加30 kW的电磁场时,铜管坯组织粗化,力学性能下降.

肿瘤磁感应热疗用115kHz中频交变磁场对小鼠生殖系统的影响

为了研究肿瘤磁感应热疗用115kHz中频交变磁场对精子密度、活动率、精子运动系数和睾丸重量的影响,以及观察睾丸组织病理变化,探讨中频交变磁场下生殖系统的生物学现象,采用115kHz中频磁场对Balb/C小鼠进行全身短期连续辐照(7d)和长期连续辐照(28d),辐照强度为12mT,时间为1h/d,分为对照组(0T)和辐照组(12mT),每组8只小鼠。辐照后取小鼠双侧睾丸称重、固定,并取附睾精子进行分析。结果表明,短期辐照可使睾丸重量增加,长期辐照可使精子密度、活动率增加,短期与长期辐照中频交变磁场对小鼠雄性生殖系统无损伤效应。由此可得,肿瘤磁感应热疗用115kHz中频交变磁场具有促进睾丸组织细胞增殖的作用,且无损伤效应。

中频交变磁场对大鼠F98胶质瘤细胞的体外生物效应

目的:观察中频交变磁场对大鼠F98胶质瘤细胞增殖能力的影响,初步探讨中频交变磁场抑制肿瘤细胞增殖的生物学机制。方法:体外培养大鼠F98胶质瘤细胞,使其暴露于场强为5 m T的恒定磁场中,并分别加载频率为0、50、100、200、300、400、500、600、700 KHz的不同磁场。磁场暴露24至72小时后,采用MTT法检测细胞增殖、计算抑制率并筛选出抑制胶质瘤细胞生长的最佳磁场频率,应用染色技术和流式细胞术对细胞形态、细胞凋亡、细胞周期进行验证。结果:MTT检测数据表明,100、200、300KHz组细胞增殖抑制率明显高于其他组(P<0.05),并且200 KHz组细胞增殖抑制最为显著,抑制率为17%;HE染色显示磁场干预后细胞生长欠佳;Hoechst染色显示细胞核染色质浓缩聚集、核碎裂、核边集,表现出细胞凋亡的典型变化。流式细胞术显示:200 KHz组细胞凋亡率高于对照组(P<0.05);各组细胞周期无显著差异。结论:200 KHz的中频交变磁场有抑制大鼠F98胶质瘤细胞增殖的作用,促使肿瘤细胞凋亡,但其具体机制仍待继续研究。

圆坯中频电磁软接触连铸结晶器内钢液流动的数值模拟

采用有限元方法模拟了中频电磁场对软接触结晶器内钢液流动的影响规律,讨论感应线圈电流强度和电源频率等因素对结晶器内钢液流动的影响。结果表明:电磁力能加强结晶器内上半部熔池的搅拌强度,并在弯月面区域形成一明显的回流区,同时还能减小钢液射流的渗入深度;增大电流强度,能加强钢液的回流和对钢液的搅拌,减小射流渗入深度,同时也加剧了钢液自由表面的波动,因而电流强度有一个最佳的控制范围;增加电源频率时,射流的渗入深度变化不大,但弯月面附近钢液的紊动能和速度都有所提高,综合考量,本研究中将频率控制在2 500 Hz左右。