基于准静态场的新型灵敏度系数计算方法

电学层析成像技术(Electrical Tomography,ET)具有经济性、无侵入性和实时性的特点,在工业过程检测、生物医学诊断等领域取得广泛的应用.在图像重建过程中,灵敏度系数作为先验信息,在计算中起到关键作用.然而,现有的灵敏度系数计算方法的物理意义不够明确、可解释性差、自适应性不足且具有较强的假设性,是当前提高ET成像质量的主要障碍之一.从准静态场灵敏度系数的物理意义出发,将电流激励状态下的激励与接地电极等效为一对偶极子,推导出一种新的具有明确的物理意义的、可解释性强并且可操作的灵敏度系数计算方法.最后,将新灵敏度系数与原灵敏度系数在数值、投影区和计算时间上进行比较,并通过灵敏度反投影法分别使用两种不同的灵敏度系数对四个模型进行图像重建.结果表明,新方法与原采用定义计算的结果吻合,并且新灵敏度系数在数据抗噪声、计算时间、图像重建等方面具有一定优势.

“电磁场”课程体系和教学内容的改革与实践

阐述了似稳场与准静态场概念上的差异,针对电气工程与电子信息类专业普遍是在大学物理“电磁学”课程之后开设“电磁场”课程的现状,提出减少“电磁场”与“电磁学”在教学内容上的重复,在教材和教学上简化纯粹静态场内容,突出对准静态电场、磁场概念的讲解,并在准静态场的范畴中引入标量电位和矢量磁位、标量磁位以及电阻、电容与电感参数,以提高学生理解和解决实际工程问题的能力。

高频电磁水处理器处理腔的电磁场仿真分析及实验

处理腔是高频电磁水处理器的重要组成部件,为了确定何种处理腔结构对高频电磁阻垢除垢具有更佳的效果,利用准静态学方法对2种常见的处理腔即同轴式处理腔和螺线管式处理腔进行了电磁场分析,得到了同轴式处理腔主导场为电场、螺线管式处理腔主导场为磁场的结论;利用Ansoft Maxwell软件建立了有限元模型,仿真分析其内部的电磁场能量的分布,仿真分析表明:当施加相同的激励源并处理相同体积的水时,同轴式处理腔内的电磁能量大于螺线管式处理腔;最后,设计了一套高频电磁阻垢除垢系统和微型循环水系统,并自行配兑钙离子浓度为5mmol/L的碳酸钙溶液进行了实验研究,检测了溶液中电导率和生成的晶体形态,并用挂片法测定了阻垢率。实验结果表明:2种处理腔都有一定的阻垢效果,但同轴式处理腔的阻垢效果明显优于螺线管式处理腔。

湿润污秽绝缘表面电场及针板电极下的沿面放电

为研究湿润污秽条件下绝缘表面电场分布和沿面放电特性,基于ANSYS软件建立了绝缘表面存在水膜和水滴的简化模型,用准静态谐分析法计算了湿润污秽对绝缘表面电场和沿面电位的影响。对针板电极下瓷和室温硫化硅橡胶的沿面放电进行了研究,对其影响因素展开分析。结果表明:以湿润污秽为中心的小区域电场发生畸变;瓷绝缘表面的污秽水膜影响绝缘子电压和电场分布,其电导率对绝缘子局部区域的电压分布具有影响。分离污秽水珠的个数、体积和电导率对室温硫化硅橡胶表面电场造成不同程度的影响,绝缘表面闪络过程存在阶段性。不同电场下的污秽水珠运动存在差异,不同绝缘表面沿面放电存在明显区别;电场极不均匀是导致针板电极下沿面放电存在极性效应的主要因素,湿润污秽的分布、体积和数量对极性效应均存在影响。

场源做简谐运动时的空间电磁场

根据静电场理论和电动力学中低速时的洛伦兹变换计算出场源做简谐运动时的空间电磁场强度,并通过计算带电摆空间电磁场强度为例说明其规律。

微型胃肠道介入式诊疗装置的便携定位系统设计

以定位人体胃肠道生理参数遥测胶囊为目标,设计了便携交流激磁式定位系统。分析了定位系统的工作原理,建立了基于载流螺线管磁场计算模型的交流激磁定位模型,采用模拟退火算法求解了定位方程。体外实验结果表明,此便携式定位系统在10~500 mm处定位精度能达到10 mm,抗干扰能力强,能够满足微型介入式装置在人体中的定位要求。

感应加热装置负载的电磁功率计算

针对高频环境下传统电磁功率计算方法存在较大误差的问题,该文以50 kW/12 kHz感应加热装置为研究对象,将其负载的电磁环境视为准静态场,建立了数学模型,采用解析法和有限元法相结合的方案,对其电磁功率进行了计算。随后又搭建了感应加热实验平台,最终所得计算值与实验值相比误差在6%以内。因此,其中的电磁功率计算方法可为同类型装置的电磁功率计算提供参考。