基于永磁磁场的电子胶囊定位系统

为了确定可吞服式电子胶囊在人体内的位置,基于矩形永磁体空间磁场解析式,设计了定位系统,提出了相应的定位算法,并进行了实验。系统中两个三轴磁传感器封装在胶囊内,由胶囊和永磁体的空间位姿关系模型,建立了与传感器输出和胶囊位姿变量相关的一组非线性方程。对方程进行了数值求解,并和期望值进行了比较,结果发现该方法是切实可行的。

室温磁制冷机永磁磁场的设计

根据室温磁制冷机用永磁磁场的特点,用磁库仑定律法推导出一套永磁磁路计算公式,该公式可计算各种室温磁制冷机用永磁磁路的磁感应强度(B),计算值与实际测量值符合得较好.采用聚磁技术设计了磁制冷用的大于1.8 T的永磁磁场,并根据往复式和旋转式磁制冷机的特点,设计了室温磁制冷机用的几种永磁磁场.

永磁磁场对皮质神经元细胞生长与凋亡的影响

目的:以磁源空间磁场定量计算为依据,在正常条件下研究不同强度永磁磁场对胎鼠皮质神经元细胞生长与凋亡的影响。方法:选取极面中心磁感强度为44.8 mT、90.6 mT、182.1 mT的3组圆片磁源,简称为A组、B组、C组,采用有限元数值法计算其空间磁场,得出实际作用在细胞上的磁感强度;将3组强度的磁源分别在正常培养条件下作用于胎鼠皮质神经元细胞进行体外培养,72h后检测细胞活性,细胞凋亡和细胞形态。结果:在实验用各磁场组细胞活性均高于对照组;A组胎鼠皮质神经元凋亡率低于对照组,B、C组细胞凋亡率高于对照组;细胞形态在磁场作用下产生细胞凋亡现象。结论:实验所使用各磁感强度组磁场对胎鼠皮质神经元细胞生长和凋亡均产生一定影响。

任意充磁方向的三维永磁磁场的数值解法

给出了任意充磁方向的三维永磁磁场的标量位与矢量位相结合的Ａ－Ψ方法有限元离散格式，并以软件实现。以 ＭＲＩ主磁场永磁体的设计为例对使用 Ａ－Ψ方法和单独使用磁矢量位（Ａ）算法与标量位（Ψ）算法进行了比较，计算结果与实测结果进行比较表明Ａ－Ψ法为最佳。开发了集Ａ、Ψ、Ａ－Ψ三种求解方法于一体的三维永磁磁场有限元计算软件包。

永磁磁场对胎鼠大脑皮质神经元细胞的影响

目的以磁源空间磁场定量计算为依据,研究不同强度永磁磁场对胎鼠大脑皮质神经元细胞的影响。方法选取极面中心磁感应强度为3.9、8.0、12.1、20.5、27.0、80.0、170.0、400.0 mT的8组圆片磁源(即A、B、C、D、E、F、G、H组),采用有限元数值法计算其空间磁场,得出磁感应强度。取孕17d胎鼠大脑,分离皮质神经元细胞;将8种不同磁感应强度的磁源分别作用于大鼠脑皮质神经元细胞进行体外培养,6 d后分别用四甲基偶氮唑盐(MTT)法和乳酸脱氢酶(LDH)法检测细胞活力。设非加磁培养大鼠脑皮质神经元细胞为空白对照组。对各组大鼠脑皮质神经元细胞做统计学分析。结果各加磁组皮质神经元细胞光密度(OD)(A组1.204±0.003,B组1.210±0.003,C组1.202±0.004,D组1.220±0.001,E组1.172±0.002,F组1.223±0.012,G组1.235±0.010,H组1.028±0.060)均比空白对照组OD(1.275±0.002)低,其中A、B、C、D、E、H组与空白对照组比较,差异具有统计学意义(P<0.05或0.01),F、G组与空白对照组差异无统计学意义(P>0.05);各加磁组皮质神经元细胞上清液中LDH水平(A组13.33±0.33,B组12.33±0.33,C组8.33±2.33,D组10.67±2.33,E组11.33±4.33,F组10.00±1.00,G组9.00±0.30,H组9.67±0.33)均比空白对照组LDH水平(8.330±0.003)高,其中A、B、D、E、F、H组与空白对照组比较,差异具有统计学意义(P<0.05或0.01),C、G组与空白对照组差异无统计学意义(P>0.05)。结论实验所使用各磁感应强度组磁场对胎鼠大脑皮质神经元细胞代谢有一定抑制作用。

不同强度永磁磁场对成纤维细胞的生物学活性影响研究

目的以磁源空间磁场定量计算为依据,研究正常培养条件下与缺氧培养条件下不同强度永磁磁场对人皮肤成纤维细胞的影响。方法选用人皮肤成纤维细胞,以5×104/mL密度每孔100μL种于96孔板。磁源N面中心实测磁感应强度分别为3.4、5.6、13.8、27.8、52.6、107.0、178.9、292.2 mT的8组磁源,前6组(钐钴合金)尺寸分别为Φ8.0 mm×2.0 mm,后两组(钕铁硼)尺寸分别为Φ8.0 mm×1.5 mm、Φ8.0 mm×2.5 mm,均轴向充磁,即为A、B、C、D、E、F、G、H组。将8组磁场分别作用于正常培养条件下与缺氧培养条件下的人皮肤成纤维细胞,并设对照组(加磁组与非加磁组),3 d后用四甲基偶氮唑盐(MTT)法分别检测细胞活力,做统计学分析。结果两种培养条件下8组不同强度的加磁组人皮肤成纤维细胞的MTT数值与非加磁组的对照组相比较均有升高,正常培养中磁场强度为B、C、D、E、F、G、H组与对照组相比较,差异有统计学意义(P<0.05),且随着磁场强度的增加活性值越高;缺氧培养中磁场强度为G、H组与对照组相比较,差异有统计学意义(P<0.05)。结论实验中选取的永磁磁场对于人皮肤成纤维细胞有增殖和降低损伤的作用。

永磁磁场对大鼠胰岛细胞的增殖、活性影响的实验研究

[目的]研究在正常和缺氧培养条件下,不同强度永磁磁场对大鼠胰岛细胞增殖及活性的影响。[方法]根据大鼠胰岛细胞生长曲线的情况,选择培养第3天的细胞进行实验。在正常和缺氧培养条件下,采用3.4、5.6、13.8、27.8、52.6、107.0、178.9 mT强度磁场对加磁A-G组进行干预,对照组的细胞不加任何磁场干预,于磁场干预72小时后,利用噻唑蓝(MTT)方法检测各组细胞活性;采用44.8、90.6、182.1mT对加磁a-c组进行干预,对照组的细胞不加任何磁场干预,在磁场干预72小时之后,利用流式细胞仪检测各组细胞增殖情况。[结果]胰岛细胞生长周期吸光度(A)值从第2天(A值0.067±0.021)到第5天(A值0.449±0.113)呈直线生长趋势,故选择培养第3天的细胞进行磁场干预实验。在正常培养条件下,加磁组(A-G组)的MTT值与对照组相比较,差异无统计学意义(P>0.05);在缺氧培养条件下,加磁A组MTT值高于对照组(P<0.01)。在正常培养条件下,加磁组(a、b、c组)的细胞增殖情况随着磁场强度的增加先降低后增加;在缺氧培养条件下加磁组细胞增殖情况随着磁场强度增加而提高。[结论]在正常培养条件下,不同强度的永磁磁场对大鼠胰岛细胞的活性无影响,在高强度的磁场作用下可以提高大鼠胰岛细胞的增殖能力;在缺氧培养条件下,低强度的磁场可提高大鼠胰岛细胞的活性,高强度的磁场则可提高大鼠胰岛细胞的增殖能力。

在缺氧条件下永磁磁场对胎鼠皮质神经元细胞生长、凋亡以及形态的影响

目的:在缺氧培养条件下,研究不同强度永磁磁场对胎鼠皮质神经元细胞生长、凋亡以及形态的影响。方法:将极面中心实测磁感强度为44.8 mT、90.6 mT、182.1 mT的3组圆片磁源(简称为A组、B组、C组),用有限元数值法计算出实际作用在细胞上的磁感强度范围,将以上3组不同强度磁场作用在胎鼠皮质神经元上,在缺氧条件下对细胞进行体外培养,实验分为对照组和加磁组,72h后分别检测细胞活性、细胞凋亡和细胞形态。结果:与对照组相比较,实验用各磁感强度加磁组细胞活性差异均无统计学意义;各磁感强度加磁组细胞凋亡率均低于对照组;在磁场作用下会降低细胞形态和细胞溶解。结论:在缺氧培养条件下,实验用各磁感强度组磁场对胎鼠皮质神经元细胞生长无显著影响,但会对细胞凋亡和细胞形态产生一定的影响。

永磁磁场对开关电器灭弧性能影响的研究

在分析开关电器直流电弧熄灭原理的基础上 ,在触头弧隙加装不同规格的永磁体 ,通过不同结构永磁磁场对灭弧性能影响的分析及试验研究结果表明 ,在开关电器弧隙中加装永磁体后 ,永磁产生的磁场可提高灭弧能力 ,缩短燃弧时间。

不同强度永磁磁场对小鼠氧化损伤的影响

目的在对磁场准确定量的基础上,检测经一定量磁场作用后,小鼠血清及脑组织匀浆内丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和过氧化氢酶(CAT)活性,探讨永磁磁场对小鼠氧化损伤的影响。方法选用72只4周龄KM小鼠(体质量18~22 g)及高强度永磁磁源(磁源中心磁场强度分别为153.0 mT、233.5 mT)。对定制加磁装置内部空间磁场强度进行定量计算,得到空间磁场强度分别为122 mT及177 mT;将小鼠分加磁7 d组和加磁14 d组,每组内分对照组、122 mT组及177 mT组3个亚组,每个亚组12只;对小鼠头部进行每天1 h连续加磁后,提取小鼠血清及脑组织匀浆,分别测量MDA、SOD、GSH-Px及CAT活性。结果加磁7 d后,122 mT组小鼠血清中GSH-Px活性与对照组相比有明显降低,差异有统计学意义(P <0.05);177 mT组小鼠血清中CAT活性、GSH-Px活性与对照组相比较明显降低,差异有统计学意义(P <0.05);从脑组织匀浆中GSH-Px活性来看,对照组活性最高,其次是122 mT组、177 mT组,且与对照组相比,差异有统计学意义(P <0.05)。加磁14 d后,122 mT组小鼠血清GSH-Px活性与对照组相比明显增加,差异有显著统计学意义(P <0.01);177 mT组小鼠血清中GSH-Px活性增加更明显(P <0.01),177 mT组小鼠脑组织匀浆中CAT活性最低,且与对照组比较,差异有统计学意义(P <0.05)。无论加磁7 d或14 d,两个不同强度加磁组小鼠血清及脑组织中SOD水平、MDA水平与对照组相比,差异均无统计学意义。结论研究结果表明,高强度永磁磁场作用于小鼠头部一定时间后,对小鼠血清及脑内GSH-Px有较明显的影响,且磁场强度相同,作用时间不同得到了不同的结果;177 mT磁场作用,降低小鼠血清及脑组织内CAT活性;研究中所选择磁场强度并未对小鼠血清及脑组织MDA、SOD水平产生影响。

永磁磁场对人离体血液全血粘度的影响

目的：研究永磁磁场在不同的作用时间下，对人离体血液全粘度的影响。方法：３０例血样加磁１０分钟，对照组不加磁做同样处理１０分钟；３０例血样加磁２０分钟，对照组不加磁做同样处理 ２０分钟。结果：１０分钟加磁组各切变率下全血粘度数值均低于对照组，并有显著差异（Ｐ＜０．０５）；２０分钟加磁组各切变率下全血粘度数值较对照组有一定变化，但差异不显著。结论：在适当作用时间下，磁场可以降低人离体血液的全血粘度。

永磁磁场的边界元数值分析

本文主要介绍了如何应用边界元法分析由永磁体产生的磁场。通过导出的永磁体数学模型,编制出BE2D分析软件进行计算,提高了分析精度。

磁热效应直接测量仪永磁磁场设计

磁热效应是指磁性材料在进入和退出磁场时,材料熵值发生大小变化,同时伴随着温度的升高或降低。从热力学上讲,当施加外磁场时,磁性材料内磁矩趋向磁场方向,导致材料磁熵降低并放出热量,当去除外磁场时,磁性材料内磁矩取向变为无规则状态,磁性材料磁熵升高并吸收热量。熵变和温变是衡量磁性材料性能的主要参数,而熵变和温变均与磁场H有关,

多变运行工况下混合励磁轴向磁场永磁电机自适应模型预测电流控制

针对多变运行工况下混合励磁轴向磁场永磁(hybrid excited axial field permanent magnet,HE-AFPM)电机中电励磁磁场与电枢磁场之间矢量耦合、端部漏磁等导致的电机参数非线性变化问题,该文提出一种混合励磁轴向磁场永磁电机自适应模型预测电流控制方法。详细分析HE-AFPM电机拓扑结构及参数变化特性;引入多矢量模型预测电流控制,理论推导分析HE-AFPM电机参数对控制系统的敏感性。在此基础上,将多矢量预测模型作为自适应控制的可调模型,降低了控制算法的复杂度和控制系统的计算负荷,提高了控制系统响应速度;依据波波夫(Popov)超稳定理论,引入3个不等式稳定判据设计各参数的自适应律,可实现多变运行工况下的HE-AFPM电机磁链、自感、互感等参数的有效识别,提高了控制模型的准确性和电流跟踪性能。最后,通过实验验证所提出的自适应模型预测电流控制的有效性。

永磁交变磁场磁粒研磨装置及试验研究

为改善平面磁粒研磨加工的效果,增强磁场的变化,使磨料进行翻滚更新。本文设计一种永磁交变磁场磁粒研磨装置,此装置采用了永磁交变磁极产生的交变磁场进行磁粒研磨加工。利用软件对永磁交变磁场进行模拟仿真,并观察研磨区域磁感应强度的变化。在研磨试验中,用SUS304不锈钢板件作为试验件,研磨时间为30 min,磁性磨料粒径为80目,主轴转速分别为150 r/min、200 r/min、250 r/min。使用超景深显微镜与触针式粗糙度测量仪对工件加工前后的表面形貌与粗糙度进行检测。通过对比可得,SUS304不锈钢板的表面形貌逐渐改善,纹理和凹坑基本去除;表面粗糙度由原始的0.329μm降至0.069μm,达到了光整加工的效果。采用永磁交变磁场磁粒研磨装置可以加快磁性磨粒的更新,使研磨轨迹更加复杂化,从而提升研磨效果,提高研磨效率。

研磨时间对永磁交变磁场磁粒研磨效果影响研究

随着制造加工技术的发展,以及医疗、军工等重要领域对平面类零件加工的表面精度要求提高,目前对平面类零件多数采用研磨盘进行加工,成本高且操作复杂。磁粒研磨作为一种新型研磨方式具有精度高、易自动化等特点。为提高平面磁粒研磨效果,建立一种永磁交变磁场磁粒研磨新装置,该装置添加永磁交变磁场,能够更加精确地控制磁场强度和磁性磨料的收散状态,丰富磁性磨料的运动方式,使研磨轨迹复杂化,进而提高表面质量。在实验中,磁性磨料会受磁感线分布的影响而做往复运动,使用SUS304不锈钢板代替平面零件,使主轴以250 r/min的转速分别研磨20、30、40 min,磁性磨料粒径为80目。最后使用超景深显微镜对前后表面形貌进行检测,可知在研磨时间为30 min时工件的表面研磨效果最佳。

永磁磁场对胎鼠皮质神经元细胞超氧化物歧化酶及丙二醛含量的影响

目的观察在正常培养条件及缺氧培养条件下不同强度永磁磁场对胎鼠皮质神经元超氧化物歧化酶（SOD）和丙二醛（MDA）含量的影响。方法采集胎鼠皮质神经元分别在正常条件及缺氧条件下培养，神经元细胞在上述培养条件下又分为对照组及加磁组，加磁组根据给予的磁场强度高低（磁源极面中心磁感强度分别为44．8mT、90．6mT、182．1mT）细分为A组、B组及C组，对照组细胞未给予磁场干预。于细胞培养72h后分别检测细胞培养上清液中SOD及MDA含量。结果在正常培养条件下，A组、B组神经元培养上清液中SOD值[分别为（13．132±0．538）U／ml、（12．452±1．236）U／ml]与对照组[（12．882±0．713）U／ml]间差异均无统计学意义（P〉0．05），C组SOD值[（10．844±2．385）U／ml]则明显低于对照组（P〈0．05）；A组、B组及C组培养上清液中MDA值[分别为（1．520±0．162）nmol／ml、（1．190±0．113）nmol／ml、（1．264±0．120）nmol／ml]均显著高于对照组[（0．952±0．133）nmol／ml]（P〈0．05）；在缺氧培养条件下A组、B组、C组SOD值[分别为（35．089±0．412）U／ml、（35．412±0．420）U／ml、（34．999±0．452）U／ml]及MDA值[分别为（9．865±0．719）nmol／ml、（10．102±0．719）nmol／ml、（10．380±0．666）nmol／ml]与对照组[SOD值为（34．964±1．818）U／ml，MDA值为（8．686±3．751）nmol／ml]间差异均无统计学意义（P〉0．05）。结论在正常培养条件下本研究所用各强度永磁磁场均可诱发胎鼠皮质神经元氧化损伤；在缺氧培养条件下本研究所用各强度永磁磁场对胎鼠皮质神经元氧化损伤均无明显影响作用。

不同强度永磁磁场对大鼠胰岛细胞超氧化物歧化酶及丙二醛的影响

目的研究在正常培养条件下和缺氧培养条件下，不同强度永磁磁场对大鼠胰岛细胞超氧化物歧化酶（SOD）活性及丙二醛（MDA）含量的影响。方法根据大鼠胰岛细胞生长情况，选取培养后第3天的细胞进行实验。在正常培养条件下和缺氧培养条件下分别采用44．8mT、90．6mT和182．1mT3种强度磁场对加磁A组、加磁B组及加磁C组细胞进行干预，对照组细胞不给予任何磁场干预。于磁场干预72h后检测各组细胞培养液中SOD活性及MDA含量。结果通过观察大鼠胰岛细胞生长情况发现，其细胞光密度（OD）值从培养第2天到第5天呈直线增长趋势，故选择培养第3天的细胞进行磁场干预实验。在正常培养条件下，各加磁组SOD活性均低于对照组，其中加磁A组SOD活性与对照组间差异具有统计学意义（P〈0．05）；在缺氧培养条件下，发现各加磁组SOD活性随磁场强度增加呈现先增强、后降低趋势，其中加磁B组、加磁C组SOD活性明显低于对照组水平（P〈0．01）。在正常培养条件下，各加磁组MDA含量均随磁场强度增加而增加，其中加磁C组MDA含量明显高于对照组（P〈0．01）；在缺氧培养条件下，发现各加磁组MDA含量均随磁场强度增加呈现先增加、后降低趋势，其中加磁B组、加磁C组MDA含量均明显低于对照组水平（P〈0．01）。结论在正常培养条件下，磁场干预能降低大鼠胰岛细胞SOD活性，增加MDA含量，呈现氧化损伤效应，并随着磁场强度增加，其氧化损伤程度进行性加重；在缺氧培养条件下，磁场干预在降低大鼠胰岛细胞SOD活性同时，还能降低MDA含量，呈现抗氧化损伤效应，并随着磁场强度增加，其抗氧化损伤效应逐渐增强。

正常和缺氧条件下永磁磁场对人脑微血管内皮细胞超氧化物歧化酶和丙二醛的影响

目的观察不同强度永磁磁场对正常和缺氧条件下人脑微血管内皮细胞（HBMEC）氧化损伤的影响。方法实验分为对照组和8个不同强度（8．1mT、16．5mT、20．3mT、26．0mT、27．3mT、62．5mT、110．7mT、215．6mT）的永磁磁场组（加磁1组～加磁8组），在正常和缺氧两种条件体外培养人脑微血管内皮细胞，于72h后采用超氧化物歧化酶（SOD）法和丙二醛（MDA）法检测各组人脑微血管内皮细胞氧化损伤的变化情况。结果正常环境下，加磁1组到加磁6组的SOD值均略低于对照组，且加磁7组和加磁8组的SOD值又略高于对照组，但差异均无统计学意义（P〉0．05）；加磁各组的MDA值均高于对照组，其中仅加磁8组的MDA值与对照组比较，差异有统计学意义（P〈0．05）。在缺氧环境下，加磁1组、加磁2组、加磁4组、加磁7组、加磁8组的SOD值均低于对照组，而加磁3组、加磁5组、加磁6组的SOD值则高于对照组，但差异均无统计学意义（P〉0．05）；加磁1组、加磁2组、加磁4组的MDA值均高于对照组，加磁3组、加磁5组、加磁6组、加磁7组、加磁8组的MDA值则低于对照组，其中仅加磁7组的MDA值与对照组比较，差异有统计学意义（P〈0．05）。结论正常条件下，磁感强度215．6mT的永磁磁场对人脑微血管内皮细胞MDA有影响；缺氧条件下，磁感强度110．7mT的永磁磁场对人脑微血管内皮细胞MDA有影响。

裂齿式永磁游标电动机性能分析与比较

针对永磁游标电动机(permanent magnet vernier motor, PMVM)转矩密度大和功率密度高的特点,将其与传统永磁同步电动机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)的性能进行比较研究.给出了6槽32极裂齿式PMVM的结构及工作原理,采用有限元仿真软件JMAG对其永磁磁场和电枢反应磁场的气隙磁密、空载感应电势、转矩、损耗等进行了分析,并与两台具有相同直径、轴长、定子齿数的PMSM进行了定量比较.结果表明:相比于6槽32极和6槽4极PMSM,6槽32极裂齿式PMVM平均转矩分别增加约45.0%和76.2%,转矩脉动减小约90.5%和95.0%,这揭示了PMVM转矩密度大、转矩脉动小的优点.然而,由于PMVM气隙中含有大量不同极对数、不同旋转速度的谐波磁场,导致其铁耗和永磁体涡流损耗较大.