多通道低频电磁传感器的仿真及优化

针对金属板构件内外壁损伤的检测问题,通过数值仿真与试验优化的方法,研制了一种适用于金属板构件内外壁损伤缺陷检测的多通道低频电磁传感器。建立了低频电磁检测三维有限元仿真计算模型,研究当圆形线圈切向放置在金属板导体上方时对缺陷的检测能力。进行对比试验,优化激励线圈匝数、检测线圈内径、高度等影响传感器灵敏度的参数,通过对含有人工缺陷金属板的检测验证了传感器的灵敏度与实用性。结果表明,研制的多通道低频电磁传感器可以实现对?12 mm埋深9.6 mm的304不锈钢缺陷及?12 mm埋深8 mm的20#碳钢缺陷的有效检测。

低频电磁波与地倾斜传感器对地震预报分析与研究

5.12大地震对国家造成了一次重大的损失,则对地震预报的研究则显得尤为重要。本文认为地震发生的机理是板块挤压破裂学说。在地震动发生前后都会出现一些宏观或微观异常,在地震发生前其微观异常主要表现为电磁波、地壳倾斜、地应力等异常。本方通过对低频电磁波和地倾斜进行测量和研究,可通过数据多台站共享来进行地震预报分析。

极低频电磁辐射检测仪的传感器选择分析

针对目前极低频电磁辐射检测仪主要采用霍尔元件或电感线圈作为检测电磁辐射的传感器,分析两种传感器的测量原理、频率响应和灵敏度等,并进一步比较相应检测仪的模拟信号处理部分,包括信号的采集、放大、滤波、积分处理等。通过在原理上对这两种测量方式进行比较,为两种传感器在极低频电磁辐射测量中的应用提供指导。

甚低频强电磁环境下机载监控设备传感器应用分析

在甚低频强电磁干扰环境下,机载监控设备传感器的电磁兼容设计受到多方面的影响。文章从风险、环境因素等方面对检测传感器的选型进行了应用分析,并从传感器的使用策略和适用性角度进行考虑,对器件类型进行了择优选择。文章重点介绍了光纤光栅传感器的工作原理,并结合机载监控设备对检测元器件的应用需求,提出相对应传感器的外部构造形式。

极低频电场传感器的设计

从理论上介绍了一种测量极低频电场的方法 ,并用实验进行了验证。此方法适用于大气电场监测 ,雷电脉冲测量定位以及对地下或远距离某一爆炸事件电场的监测。用此方法设计出的探测器可测场的频率范围为 0 .0 8Hz～ 2

基于STM32的多通道探头阵列低频电磁检测系统研究

针对多通道探头阵列低频电磁检测系统进行研究,阐述了低频电磁技术检测机理和组成结构,提出采用多通道感应式磁传感器检测线圈阵列作为缺陷信号有效拾取介质,并基于STM32控制器完成多通道阵列励磁探头、激励电路、信号调理采样电路及存储读取一体化电路模块的系统化设计。实验结果表明,该系统运行稳定,可有效规避外部杂散磁场干扰,并实时输出当前检测位置缺陷信息(幅值、相位),为低频电磁无损检测技术的进一步发展提供了优良的实验基础。

基于电磁场作用增强的超材料吸收体太赫兹微流传感器

为解决因分析物与局部增强电磁场弱相互作用而导致传感器灵敏度偏低的问题,通过引入微流控技术,提出一种基于电磁场作用增强的超材料吸收体太赫兹微流传感器。传感器与太赫兹波相互作用产生磁偶极子共振,在0.4~1.4 THz频段内可产生两个吸收率高于98%的谐振峰。同时,通过集成微流通道,极大促进了分析物与位于法布里-珀罗谐振腔内局部增强电磁场的相互作用,传感器灵敏度可达537 GHz/RIU。另外,结构单元设计为四重旋转对称结构,传感器具备良好的极化不敏感和宽入射角度不敏感特性。结果表明,所设计的传感器具有灵敏度高和偏振不敏感等特性,在无标记微量物质检测领域具有良好的应用潜力。

一种具有参考通道的光纤压力传感器的研究

介绍了光纤与常规膜合组合的压力敏感探头的原理以及激光二极管（LD）光源的稳幅方法,讨论了采用参考光通道、比例测量等 技术措施对系统性能指标的改善。

多通道电磁阀电流检测系统设计

为了在线测量应用于石油化工行业的电磁阀驱动电源电流,对石油化工行业的电磁阀驱动电源电流的在线检测进行了研究。设计了一种多通道电磁阀电流检测系统。电流检测系统以STM32为核心控制模块、以电流传感器为测量传感器。硬件部分包括数据采集模块、数据存储模块、数据传输模块等。系统支持多通道电流信号的在线检测、在线设定电流异常阈值,可实时动态地将采集到的电流数据和电流判断结果传送到人机界面(HMI)软件。通过电流模拟试验,验证了测量系统的可行性。测试结果表明,该系统能够满足多路电磁阀电流的在线检测需求,且测试过程对被测设备无影响。该系统测量精度高、实现简单、便于安装,也可应用于其他行业的电流检测。

多通道瞬变电磁法2D有限元模拟

多通道瞬变电磁法的反演工作是在大地脉冲响应的基础上进行的,因此本文用2D有限元正演来求取大地脉冲响应,实现多道瞬变电磁法的正演模拟研究.研究工作首先在有源大地电磁法2D有限元模拟的基础上进行,原有2D有限元法的频带相对于多通道瞬变电磁法的频带是窄频的,为此采用校正法将其扩展到所需的宽度,实现了频率域宽频带有源电磁勘探方法的正演模拟;然后通过频时变换变换到时间域,得到瞬变电磁法的阶跃响应;最后通过求取阶跃响应的时间导数,得到大地脉冲响应.针对多通道瞬变电磁方法的装置特点,用有一定埋深的顺层成矿模型分析了大地脉冲响应特征,发现对有一定埋深的顺层产出的矿脉模型来说,频率域电磁场结果以及时间域大地脉冲响应结果均需移除背景场才能突出异常体的存在,然而,在实际工作中,未知的背景场限制了其实用性.为此,本文利用多通道瞬变电磁方法数据量大的特点,提出用不同偏移距的等时曲线与等时断面来展示脉冲响应模拟结果,事实表明这两种展示方式可以清晰地分辨出矿体引起的异常,且能准确定位矿体的中心在地面的投影位置,从而说明多通道瞬变电磁方法相对于频率域有源电磁方法,对有一定埋深的顺层矿床有更高的分辨能力.

低频模拟小信号的电磁兼容设计

在电子电器产品的电路设计中,无论是音视频信号还是各类传感器信号的处理,都属于低频模拟小信号的处理范畴。这些信号具有幅值低、频率低、连续变化的特点。产品设计时为避免低频模拟小信号(以下简称小信号)受到电磁干扰影响,应针对小信号处理的各个环节加以考虑,包括连接电缆及接口的设计,电路设计,接地、屏蔽及滤波设计,印制电路板(PCB)设计等.

一种光学压力传感器

本文介绍了利用应力双折射工作原理研制的一种压力传感器。这种由光学元件构成的传感器灵敏度高、结构简单、抗电磁场干扰能力强、具有石英压电式压力传感器高固有频率的特点,又克服了其不适于静态测量的弱点。

承压类管道内壁损伤缺陷的低频电磁检测

通过仿真优化与试验,研制了一套用于承压类管道内壁损伤检测的系统,系统由低频电磁传感器模块、信号发生模块、功率放大模块以及信号调理模块构成。通过低频电磁传感器磁化管道并采集管道的电磁信号,由信号发生和功率放大模块完成对激励线圈的励磁,信号调理模块完成数据放大和滤波,最终实现管道内部缺陷检测。试验结果表明,该低频电磁检测系统灵敏度高,可以实现对直径为152 mm,厚度为16 mm,埋深为12.8 mm的304不锈钢承压管道内部缺陷的有效检测,且其最佳检测频率为100 Hz~200 Hz。

基于点电偶源的土石堤坝管涌渗漏通道探测方法与仪器设计

土石坝是一种常见的水利工程结构,土石材料的结构特性决定着渗漏的必然性,异常的渗漏可能导致坝体内部土的壤受到侵蚀,逐渐地形成了管涌渗漏通道.如果不采取有效措施提前探测和治理管涌渗漏通道,坝体可能面临沉降、滑坡或坍塌等风险.为了能够准确地探测土石坝管涌渗漏通道的位置,为堤坝治理提供更丰富的探测数据,本文基于管涌渗漏通道的电导率异常分布特性,研制出一种渗漏探测仪器.该仪器包含发射系统和接收系统.发射系统用于激励管涌渗漏通道产生异常磁场;接收系统由三分量磁测传感器、Real-Time Kinematic(RTK)定位系统和接收机组成,用于测量和记录微弱的异常磁场信号的幅度和厘米级经纬度信息.通过仿真、实验室测试以及野外实验,验证了探测方法和仪器的有效性.该技术和仪器有望在堤坝安全性监测和维护方面发挥重要作用,为减少土石坝潜在的灾害提供了一种先进的探测技术手段.

光纤应变传感器及其应用

近年来，在桥梁、轨道等大型结构，自然环境、自然灾害等的新型监测系统中，采用光纤应变传感器的测量系统正在引起人们极大的关注。光纤应变传感器具有抗电磁干扰、阻燃防爆、频带宽、动态范围大、易于实现远距离多通道测量与控制等优点。它能应用于道路斜面（坡）的崩塌检测，河流堤坝、水库防灾监测，桥梁、隧道完好性监测，船舶、飞机、铁道车辆的完整性（非故障）诊断和铁路钢轨、供电电网的监测等领域。

半航空电磁接收系统的设计与应用

利用半航空电磁法进行勘探时,半航空电磁接收系统中线圈传感器获取的电压信号很小且易受噪声等因素干扰,无法直接采样和分析。针对上述问题,设计了一套新型的低噪声半航空电磁接收系统。该系统以双通道匹配晶体管MAT03、MAT12和低噪声放大器AD8429为核心设计了低噪声放大电路,以运算放大器NE5532为核心设计了五阶低通滤波电路。通过仿真验证了设计电路功能的可行性,并对其进行了性能测试和野外试验。测试和试验结果表明:所设计的放大电路增益可调且噪声低于市面上的放大器,低通滤波电路抑制高频干扰效果良好。

我国深地资源电磁探测新技术研究进展

诸多研究表明我国深部资源潜力巨大,但目前的开发开采深度普遍停留在500m以浅,开展"攻深探盲"是构建国家资源安全体系的有效途径.应用最先进的科学技术手段,提取深部地质信息,已成为我国当前地球物理科学研究的发展方向.作为地球物理学的重要分支,电磁法是矿产资源探查的主体手段之一.在分析我国现阶段航空、地面及海洋电磁探测技术进展的基础上,本文重点说明了极低频电磁法(简称WEM法),多通道瞬变电磁法(简称MTEM)和电性源短偏移瞬变电磁法(简称SOTEM)等电磁探测新技术.WEM法建立一套包括岩石层、大气层和电离层在内的全空间电磁传播理论,通过新研制的观测系统,获取地下10km的地电信息;MTEM方法是地下埋深4km目标体精细勘查的有效手段;SOTEM实现地下1.5km深度范围内目标体的精细探测.通过多种电磁探测技术组合,可实现地下10km深度范围内多尺度探测,达到"望远镜+放大镜+显微镜"探测效果.同时,本文指出进一步研发与新方法配套的装备、资料处理技术和大数据人工智能识别等将是我国电磁法未来的发展方向.

油气管道内检测设备的极低频定位技术研究

针对管道内检测器定位和卡堵问题,研究了一种基于低频电磁技术的便携式管道检测器实时定位装置。阐述了采用坡莫合金材料制作的发射线圈,带有选频特性的磁感应式线圈和主控电路。

数字隔离器工作原理及应用实例

讨论了隔离技术的发展，分析了数字隔离器的工作原理，给出了数字隔离器的应用实例。

基于本地无线同步的微动勘探仪设计

为在隧道、高楼群、地下以及密林等GPS同步失效的场合,高效、高精度地进行常时微动勘探,设计了一种基于本地无线同步的微动勘探仪。该系统采用磁电式速度传感器、WiFi模块以及ADS1251等,实现了高精度、高效的微动勘探;采用SYN1000本地无线同步模块产生的高精度同步脉冲,实现了精度在1μs以内高精度时间同步。对勘探仪性能进行测试,等效噪声,动态范围、同步误差均满足勘探仪需求;勘探数据进行H/V法与HRFK法处理,验证了勘探仪的有效性。