消除振动敏感性与温度漂移的光纤电流互感器

振动敏感性和温度漂移是基于法拉第效应的光纤电流互感器的两大缺点,限制了其在恶劣环境下的工程应用。为此设计并验证了一种消除振动敏感性与温度漂移的新型光纤电流互感器。采用双线绕法绕制光纤线圈;在线圈的传感光纤中点处耦合一个半波片;将位于传感线圈输入端口的一个1/4波片的耦合角度旋转90°。使用琼斯矩阵方法分析了新互感器对振动敏感性和温度漂移的消除。使用低频振动实验台和高低温箱的实验结果表明,新型的光纤电流互感器能够在外界振动频率10～400Hz、振动加速度0～20g(g为重力加速度)的环境下稳定测量100～1000A的电流,系统线性度良好,相对偏差不超过±0.2%;在-50°C～50°C温度范围内基本消除了温度漂移。该互感器结构简单、精度高、抗干扰能力强,为光纤电流互感器的设计提供了新思路。

超低频电磁发射机线圈优化设计

超低频电磁发射机是管道内装置跟踪定位的典型常用设备,其发射磁场强度决定的有效接收距离是该类设备最重要的性能参数之一,而发射天线线圈参数对发射磁场强度有决定性影响。在已有的电池、磁芯和允许体积条件下,通过理论计算有效发射磁场强度与线圈参数的关系,得出采用双线绕法能成倍地提高有效发射磁场强度,改善穿透距离性能的结论,并以实验验证了该优化方案的有效性。

基于“溯源-论证”的“电磁感应”教学

立足初、高中教材,以学生的认知发展为出发点,通过对环环相扣问题的探索,结合基于证据的论证,得出电磁感应的本质是“磁生电”而非“电生电”通过追问、溯源、论证的科学思维过程,对五个递进式问题逐一破解,直达问题的本质;利用常规器材进行创新实验设计,对学生进行物理研究思想方法的显性化教育。