堤防渗漏通道弱磁探测技术及其磁场分布特征

渗流管涌是堤防最常见的破坏形式之一,高水位期准确探明渗漏通道分布对堤防除险加固意义重大。利用渗漏水良导电性,提出通过向漏水口供人工电流,观测渗漏通道导电回路产生的一次感应微弱磁场能量查找渗漏通道的方法,称为渗漏通道弱磁探测法。基于室内物性参数试验和正演计算,分析堤防土体导电性随含水率的变化趋势,揭示不同形态渗漏通道的弱磁场空间分布特征;系统总结弱磁场强度、电流密度随渗漏通道埋深、电导率的变化规律。物理模型试验结果表明弱磁探测法能有效查明渗漏通道的空间分布形态,具有效率高、无接地电极、抗干扰性强等优势。该技术将对促进堤防渗漏隐患探测技术的发展具有重要科学意义和实用价值。

堤防管涌通道微弱磁场信号检测技术

渗流管涌是二元结构堤防最常见的破坏形式之一,高水位期准确查明堤防渗流通道对研究管涌演变规律和除险加固意义重大。基于此,提出堤防管涌通道微弱磁场信号检测技术,利用渗流水良导电性,向管涌口供人工电流,通过在堤防表面检测管涌通道导电回路产生的一次感应微弱磁场信号,快速判识管涌分布情况。采用数值计算分析管涌通道的弱磁场分布特征,针对微弱磁场信号检测难题,提出基于锁相放大法的弱磁信号提取方法和导线源同频干扰磁场校正方法,减少堤防起伏地形影响,增强微弱磁场信号能量。在鄱阳湖流域某堤防开展管涌探测现场试验,有效查明潜在管涌路径分布情况。该研究将有助于提高堤防管涌通道探测准确性,实现管涌险情的早发现早治理,为管涌险情应急处置提供技术支撑。

极低频弱磁场对PC-12瘤细胞胞内游离钙离子浓度的影响

采用极低频弱磁场对鼠嗜铬细胞瘤 PC- 12株系细胞进行照射 ,利用显微荧光技术动态监测胞内游离钙离子浓度 ([(Ca2 + ]i)的变化 ,实验结果表明 :5 0 Hz,10 0 μT的正弦磁场照射引起 [Ca2 + ]i 明显升高 ;而在同等强度的静磁场和 2 0 0 0 Hz正弦磁场照射下 ,[Ca2 + ]i 基本维持不变。进一步的实验说明 [Ca2 + ]i 的升高部分源于细胞外 Ca2 +的跨膜内流 ,部分源于胞内钙库的释放。证实了一定强度下特定频率的极低频弱磁场能够影响钙离子的跨膜运输和胞内钙库的释放 。

瞬态弱磁场测量系统的研究

为评估变电站内瞬态电磁干扰对保护和控制设备的影响及所用防护措施对干扰抑制的效果,须测试分析瞬态干扰,故而开发了一套频率范围0.1～100MHz,幅值范围0.005～50A/m的瞬态弱磁场测量系统,并在电磁脉冲模拟器下进行了初步标定。实验结果表明该测量系统满足瞬态弱磁场测量的要求。

弱磁场中漏磁检测技术的研究

漏磁(MFL)检测技术是应用最为广泛的铁磁性管道缺陷检测技术。为研究弱磁环境下漏磁检测信号的特征,在磁饱和检测模型的基础上,建立了弱磁激励检测模型,对弱磁激励下的检测精度、信号特征和分布规律进行了研究。结果表明,弱磁环境下,传感器对缺陷具有一定的检测能力,并且内外缺陷的径向检测信号在分布特征上具有明显的差别,而轴向信号分布基本一致。在缺陷宽度一定时,内外缺陷径向检测信号随深度变化规律相反;在缺陷深度一定时,内缺陷的径向检测信号随宽度变化更快一些。研究成果为漏磁检测方法的改进和内外缺陷的辨别提供科学依据。

基于非晶带巨磁阻抗效应的新型弱磁场传感器

利用短时矩形脉冲电流对近零磁致伸缩系数钴基非晶态合金带进行退火处理,得到约114%的巨磁阻抗变化率.同时利用CMOS多谐振荡电路产生窄脉冲电流序列对前面处理过的非晶带进行激励,制作成灵敏度高、稳定性好、功耗低的弱磁场传感器.对传感器的工作原理进行了分析,并设计了信号处理电路.该传感器可应用于对弱磁场的检测.

超高速碰撞产生弱磁场线圈测量系统

为了测量超高速碰撞过程中产生瞬态弱磁场的磁感应强度,设计了弱磁场测量的线圈系统。阐述了线圈的设计、线圈等效电路的分析、运算放大器的选择及其功能。理论上探讨了自积分电阻对测量频率的影响。通过超高速碰撞实验得到了产生的弱磁场信号,实验记录的测量信号光滑,表明该测量系统具有较好的抗干扰性能。该测量系统的建立将为超高速碰撞产生等离子体的性能研究提供新的手段。

弱磁场激励下基于阵列磁传感器的缺陷检测方法

研究在弱磁场激励条件下,铁磁性材料试件16MnR在动载荷拉伸实验中的损伤检测问题.基于巨磁阻芯片设计了新型阵列磁传感器,搭建了铁磁构件磁信号检测系统;对不同载荷循环阶段的试件表面磁信号进行了拾取,并利用小波变换有效地抑制了噪声干扰.最后,对降噪后的磁信号进行C扫描成像,实现了弱磁场激励下试件损伤发展过程的磁信号成像显示.该结果可为铁磁性试件疲劳损伤的在位检测提供一种新型检测方法.

弱磁场下低温中和法制备纳米MnOOH的研究

利用X射线衍射仪(XRD)和热场发射透射电镜(TEM)分别对在弱磁场下通过低温中和法制备的纳米MnOOH进行相成分和颗粒形貌分析。试验结果表明:在弱磁场下,锰的氢氧化物的沉淀物由无磁场下的Mn(OH)2向MnOOH转变。随着弱磁场强度增大,MnOOH颗粒进一步细化,在0．5 T弱磁场下制备出了粒径达30 nm左右MnOOH颗粒,并且纳米MnOOH颗粒的粒度分布均匀。此外,弱磁场不影响MnOOH的结晶度。

应力诱发铁磁材料预制切口产生的二维弱磁场信号特征研究

为研究应力诱发切口部位产生的二维自发弱磁场信号特征,制作45CrNiMoVA特种钢板状切口试件,在MTS810型液压饲服实验机上施加轴向拉应力,采用EMS2003磁记忆仪和RM-1磁记忆仪采集不同应力水平下切口部位法向分量Hp(y)信号、水平分量Hp(x)信号,分析弹性变形阶段内二维弱磁信号特征及变化规律。结果表明:拉应力诱发切口部位Hp(x)信号呈现正向磁尖峰特征,Hp(y)信号呈现磁异变波峰波谷特征;Hp(x)信号的尖峰值和水平基线幅值、Hp(y)信号的峰峰值和峰间斜率K值与工作应力存在线性相关性。

自制磁通门传感器测量弱磁场

基于磁通门传感器的基本原理,提出了一种新颖的三维磁场的测量方法,通过探头的三维转动来测量弱磁场矢量在三个正交方向的大小,以此来得出合场强矢量。该种方法是基于软磁材料磁化非线性特性原理,通过多个电路模块进行数据收集以及处理来测量小于1 mT弱磁场。

基于霍尔效应弱磁场测量装置的研制与应用

为了解决弱磁场强度测量困难的问题,基于霍尔效应开发了以线性霍尔元件为探头弱磁场测量装置。对磁场测量装置各部分电路模块进行了详细设计,并结合矩形线圈磁场分布特征进行了实测值与仿真理论值的对比分析。结果表明,测量结果与理论值具有较好的拟合程度,该装置测量精度为0.01 m T,测量范围为±10 m T,最大测量误差为0.29 m T,具有测量精度高、操作简单方便、设计成本低等优点,可应用于各类线圈弱磁场强度的检测及逐点测量实验中。

极弱磁场中微细粒赤铁矿的磁性研究

本文叙述了赤铁矿的结晶构造与磁结构，研究了极弱磁场中微细粒赤铁矿的磁性，并指出赤铁矿磁化后具有剩磁，在极弱磁场中的比磁化系数明显高于常规的中强至强磁场中的相应值，极弱磁场中赤铁矿的磁性基本与粒度无关；加入磁种后，混合体的磁性将随磁种量的加大而基本呈一定斜率的直线方式上升。

弱磁场检测方法与仪器研究

弱磁场的检测技术代表了当今磁场测量的最高水平,是目前的一个热点研究方向。从弱磁场检测方法与检测仪器着手,进行比较全面的分类和介绍,对弱磁场理论研究和工程实践具有指导意义。

近年来弱电磁场(波)生物效应机理研究的进展

由于实验结果的不严密和重复性较差，弱电磁场生物效应的研究一直存在着较大的分歧．但该项研究有着重要的意义，它关系着人类的健康和以电磁波为载体的电子信息产业的发展．本文就近几年来在弱电磁场（波）生物效应的机理研究的进展作一个综述。

基于转子磁场定向的异步电动机弱磁方法研究

对基于转子磁场定向的异步电动机的弱磁控制方法进行了研究。针对提升电机在弱磁区域的动态特性,在传统的1/ωr弱磁控制方法的基础上,通过将转矩电流分量的跟踪变化作为补偿项,迭加到励磁电流指令中,从而提高电流的跟踪能力和电机的转矩输出特性。首先构建了系统的仿真模型,验证了该方法的有效性,然后在全数字异步电动机驱动系统上实现了算法。仿真和实验结果均表明,该方法可有效提高电机的动态响应特性。

极弱磁场中微细粒赤铁矿粒相互作用研究

研究了极弱磁场存在时微细粒赤铁矿水基悬浮体中矿粒间的相互作用．研究结果揭示．极弱磁场存在时反铁磁性的赤铁矿颗粒由于本身具有瞬时磁偶极．在pH10．9的悬浮体中，形成了一种较为松散的链状聚团体；外磁场中赤铁矿粒间磁相互作用能的作用距离远大于其它三种表面力，达1μm以远；极弱磁场中，赤铁矿颗粒间虽然存在较高能垒，达110～120×10-19J，但是次能谷的深度达|-9×10-19|J相当于-220KT左右）以上，而且其数值随当点磁感应强度的升高而加大；与热稳定性相比，赤铁矿悬浮体的次能谷剪切稳定性对次能谷聚团具支配作用；在本研究所用的剪切流场（G平均值为30s－1）及0．004T～0．01T的极弱磁场中赤铁矿粒间可以在次能谷形成快速聚团（Ws＝1）；提高剪切强度．如70～120s－1以上，次能谷聚团将被破坏．计算结果与沉降试验所观察到的现象一致．

基于磁通门传感器的弱磁场检测方法

为了实现对弱磁场的检测,研究了磁通门传感器原理,建立了磁通门传感器数学模型;采用高磁导率材料钴基非晶合金VITROVAC6025Z作为磁芯材料设计制作了磁通门传感器,结合DDS(直接频率合成器)激励电路和虚拟仪器构成磁通门磁强计。虚拟仪器上磁场调零功能可实现磁通门磁强计在不同磁场环境下的归零校准,对弱磁场的测量更加精确。经对比实验,选择激励信号频率为10 kHz,激励幅值为5 V,此时该系统灵敏度较高。在稳定可控磁场中,利用特斯拉计对系统进行定标,实验结果表明,磁通门磁强计线性度较好,分辨力达μT级。

弱磁场下低温中和法制备亚微米非晶态δ-FeOOH的研究

利用XRD和SEM分别对在弱磁场下通过低温中和法制备的羟基铁氧化物进行相成分和颗粒形貌分析.试验结果表明:无磁场下,产物是由部分球形和部分针状的α-FeOOH组成.0.1T磁场下,产物是纺锤形的γ-FeOOH,但是,其粒度分布很不均匀.0.3T磁场下,产物是球形的Fe1.833(OH)0.5O0.25.0.5T磁场下,产物是100nm左右的球形的非晶态δ-FeOOH.Fe1.833(OH)0.5O0.25是无磁场下制备的α-FeOOH向弱磁场下制备的δ-FeOOH转变的中间产物.并且,亚微米球形Fe1.833(OH)0.5O0.25和亚微米非晶态球形δ-FeOOH的粒度分布都很均匀.此外,弱磁场影响羟基铁氧化物的结晶度.

微细粒弱磁性矿物极弱磁场复合高分子聚团研究

高分子絮凝一直被认为是微细粒溺磁性矿物选择性聚团的有效方法之一。本研究在高分子絮凝过程中引入有少量磁种参与的极弱磁场磁（种）聚团机制,即极弱磁场复合高分子聚团,明显强化了高分子絮凝作用,在保持良好选择性的同时增强了聚团能力。通过较为深入的显微照相与表面物理化学研究,本文还将介绍这种复合聚团的粒间作用方式模型和能量模型,并揭示复合聚团机理。