肿瘤治疗电场的双层金属丝网传感器电场测试方法研究

目的提出并验证了一种双层金属丝网传感器(MWMS)测量肿瘤治疗电场(TTFields)的新方法。方法通过COMSOL建立圆柱模型并进行仿真,验证了双层MWMS的有效性。明胶和NaCl按照一定比例配置来模拟头颅内部组织和用猪肌肉替代肿瘤组织,并设计单层MWMS测量系统验证单层MWMS测量效果。结果仿真结果表明,双层MWMS在测量精度上明显优于单层MWMS。实际测试结果表明,单层MWMS可以测出模拟头颅内部组织区域的电场强度和猪肌肉所在位置。结论双层MWMS为TTFields的电场测量提供了更加精确的工具。

用球形三维电场探头测量变电站瞬态电场

介绍了一种用于三维电场测量的球形探头,并用它测量了试验室中的工频电场和暂态电场。测量了一个２２０ ｋＶ变电站的工频电场和开关操作的暂态电场,通过分析试验数据,提出了一些暂态电磁干扰的防护措施,为７５０ｋＶ超高压变电站瞬态电磁场的测量和分析提供了基础。

球形偶极子电场传感器的仿真建模与分析

针对常用瞬态电磁脉冲测试手段的缺点,笔者给出了一种新型的球形偶极子电场传感器,并对其进行了仿真建模和分析。文中分别在时、频域研究了负载阻抗变化和传感器尺寸变化对其测试特性的影响,并直观地给出了传感器输出电压的波形失真情况及其频率特性。结果显示:传感器低频特性受其负载阻抗影响显著,而其高频特性受传感器尺寸影响显著。分析结果对球形偶极子电场传感器研制中的参数优化和选择具有一定的参考价值。

包含频率色散效应的细胞膜和核膜跨膜电位的仿真

基于球形单细胞双层介电模型,引入一阶Debye模型来表征细胞各组分介电参数的频率色散效应,提出了包含频率色散效应的球形单细胞全电路等效模型。定量计算了包含细胞各组分频率色散效应的细胞膜和核膜跨膜电位的幅频特性,结果表明频率色散效应的引入会明显改变频率大于108Hz的脉冲电场作用时细胞膜及核膜的跨膜电位,尤其在频率区间[108Hz,1011Hz]使细胞膜及核膜的跨膜电位增加5dB。选择两组典型的脉冲电场参数,计算其作用时细胞膜及核膜跨膜电位的时域响应,揭示了引入频率色散效应才能精准地预测脉冲作用时细胞的生物电效应。

空间电磁环境监测用双探针式星载电场探测仪

针对空间电磁环境监测需求,该文介绍了双探针式在轨电场探测方法。概述了双探针式、天线式和电子漂移式3种检测方法的异同,重点探讨了双探针式电场测量方法的原理、系统组成及测试标定方法。设计实现了敏感探头和数据采集处理单元,通过阻容耦合方式模拟电场仪在轨工作环境对系统进行了测试。测试结果显示SLF,VLF和HF频段的噪声本底分别小于1 1/24 Vm H zμ,1 1/21 Vm H zμ和1 1/20.5 Vm H zμ。

空间电场探测球形传感器表面涂层光电特性研究

空间电场探测球形传感器是利用卫星平台在空间耦合等离子体电势的敏感部件。球形传感器通常采用加工性能良好、质轻的铝合金材料,表面涂覆导电涂层。而涂层的光电特性会影响电场的测量精度。本文对涂层光电特性对光电子流的影响、对接触电势的影响两个方面进行了理论分析;并就传感器材料铝合金2A12基底、涂层环氧掺碳材料DAG213为研究对象,测量并研究了可表征其光电特性的功函数及其变化;研究结果表明,DAG213涂层表面功函数较铝合金基底有不少于1eV的提升,且标准差有不少于0 eV的降低,说明DAG213涂层的功函数更为均匀,更有利于提高传感器在空间的电场测量精度。

八字线圈激励下五层球头模型感应电场能量的分布

研究经颅磁刺激(TMS)下人体头部组织内感应电场能量的分布状况,即组织内焦耳热能损耗情况。提出通过感应电能分配率及感应电能集中性两方面因素,研究蚊香型八字线圈激励下头部模型感应电场能量分布情况。利用ANSYS有限元方法建立蚊香型八字线圈,及包含了头皮、头骨、脑脊液、脑灰质和脑白质的五层球头模型,用瞬态分析方法研究感应电场能量分布。仿真结果表明,对线圈施以8 000 A交流电流时,感应电场能量的63.37%消耗于头皮层,其次是脑脊液层上的30.82%,而脑灰质层仅分配了2.6%,而该层能量集中度为15.72%。运用所建立的方法,可为建立逼近于真实条件的头部模型,提高脑神经磁刺激技术聚焦性能和定位性能,提供更加精确的仿真研究结果。

三层球模型经颅磁刺激感应电场研究

研究圆形线圈激励下 ,三层同心导电球模型的时变电磁场边值问题 ,利用分离变量法导出了球内感应电场的解析表达式 ,以此为基础分析了单线圈 (Singlecoil)和双锥形线圈 (Doubleconecoil)的电磁场分布特性。为进一步探索时变电磁场对人脑的最佳刺激方式和新型磁刺激仪器的研制提供理论基础。

三维球形传感器电场强度测量仪

本文介绍高压下工频电场强度测量仪。它是用一个三维的球形传感器采集高压下的模拟电场强度信号,通过光导纤维传送到低压接收机进行解调和自动测量的一种仪表。测量的范围为0～450kV/m,测量的精度为3％×读数+1kV/m它的特点是可以用于高压线路下及变电站等内空间电场强度的测量。

均匀带电球壳球面电场强度计算方法的讨论

综述近20年来大学物理教学中,关于均匀带电球壳表面电场强度的讨论,概括出3种常见的解法,探讨了不同解法所得不同结果的本质,确定均匀带电球壳表面电场强度的最佳算法.

差动式大气电场传感器设计

分析了差动式电场传感器的基本原理及其结构,并对传感器输出电流、等效输出电压进行计算,介绍了差动式传感器的标定方法及其应用情况。

瞬变温度流场速变压力测量传感器技术研究

从分析压力传感器的平面膜片结构在变温场中存在的失稳现象入手,突破常规设计方法,采用新颖的球壳状膜片结构,克服了失稳现象,结合采取一系列相应的技术措施,实现了瞬变温度流场速变压力的实时精确测量。

星载电场仪传感器设计与空间应用研究

详细介绍了星载空间电场探测仪球形传感器的物理设计原理,在此基础上对传感器球壳结构、球壳表面涂层结构、短杆结构等部分的工程设计进行了计算推导,并给出了各部分结构的设计参数。通过对传感器在力、热各试验工况下的性能比对测试表明,该传感器设计方案可行,结构设计可靠,满足空间飞行任务需求。卫星入轨后,空间电场探测仪球形传感器通过伸杆展开到位,并在轨对空间电场分布及变化进行了多次连续测量,分辨率在低频范围达到了1μV/m,灵敏度指标达到了0.1μV/mHz^(-1/2),动态范围为120 dB。

电场仪球形传感器涂覆方案研究

电场仪涂层的均匀性是影响其电场测量精度的重要因素,手工喷涂方案难以满足涂层的均匀性需求,且工艺不稳定。为解决电场仪球形传感器涂层喷涂的均匀性问题,提出了一种新的喷涂方案,采用机械臂带动喷枪运动,在喷枪与球形传感器之间增加带开口的挡板,通过改变开口的形状控制喷涂到球形传感器上的涂料量,从而实现涂层的均匀性。初步实验得到的结果看,涂层的均匀性较好,而且提高了涂层质量,因此该方案能够最终解决电场仪球形传感器的涂覆问题。

均匀带电球面电场强度的再讨论

通过求带电球壳内电场强度在内外半径趋于相同时的极限,计算了均匀带电球面上的电场强度,与利用叠加原理或虚功原理计算的结果完全相同.并对均匀带电球面上的电场强度的不连续性进行了探讨,发现这种不连续来源于将带电球壳理想化为无限薄球面的过程.

套球壳型非接触式交流验电装置研究

该文提出一种基于套球壳型电场探头的非接触式交流验电装置。套球壳型结构类似差分结构,可消除共模干扰噪声的影响。建立套球壳型结构的电场分布理论模型,得到外球壳表面的感应电荷密度和电场探头的灵敏度表达式。提出电场探头的等效电路模型,并设计了接口电路,最终成功研制出非接触式交流验电装置样机。测试结果表明:已研制样机的电压输出与施加电场之间有良好的线性关系,线性度达到0.66%,并且测试结果与计算结果有较好的一致性;当样机在0~45°范围内转动时,其输出的电压值仅降低了4.0%,说明验电装置的小角度旋转基本上不影响验电的准确性;越接近输电线路,样机输出的电压值的增大速度越快,阈值易于识别,说明越容易验电。

一种220V/10kV非接触式验电装置的设计与实现

本文提出一种基于双球壳型电场传感器的220V/10kV非接触式验电装置。双球壳型结构主要包含内球壳、外球壳以及绝缘填充介质,可有效降低电场测量中电场畸变造成的影响。说明了电场探头的电场检测原理,并设计了装置整体结构、PCB电路、检测功能,最终成功研制出非接触式交流验电装置样机。最终测试结果表明:验电装置在220V/10kV等级带电线路20cm检测范围内有较好的检测效果,且越靠近带电线路,样机输出电场值的增速越快,越易于识别,验电结果越准确。

弹性球壳声散射对矢量传感器测向精度的影响

由无指向性的声压传感器和具有偶极子指向性的振速传感器组成的矢量传感器,被应用于水声技术的各个领域;在实际应用过程中,常常把矢量传感器固定在某个水下平台上,而平台产生的散射场会使矢量传感器的接收声场发生畸变,进而影响其测量结果。本文以实际应用为背景,建立了弹性球壳障板的声散射场对矢量传感器测向性能影响的模型,并通过仿真分析了不同入射频率、不同观察距离、不同球壳厚度和半径条件下障板对矢量传感器测向精度的影响,研究结果为矢量传感器在水声测量中的应用提供理论支撑。

基于边缘电场效应的双线制电容式水位传感器

研究了一种基于边缘电场效应的双线制电容式水位传感器及其测量电路的软硬件设计.传感器利用一根双芯电线作为敏感单元,能够将水位的高低线性转换为电容量的变化.双芯电线内的两个铜芯分别作为电容式传感器的两个电极.待测的水被绝缘皮隔离在双芯电线的周围.由于两铜芯间的边缘电场的存在,水位的变化会影响两铜芯之间的电容量,因此水位值可通过测量该电容量计算出来.利用测量电路对传感器的测量结果表明:传感器的电容量随水位线性变化,精度为1mm.水位上升时,传感器反应非常灵敏.但水位下降时,传感器的灵敏度略有迟缓.当水位在10秒内从0.9米快速下降到零水位,传感器的响应时间为1分钟.

双探针两相流测量机理的数值模拟

基于流体体积函数(VOF)模型,通过用户自定义标量方程(UDS),建立电导探针测量气-液两相流参数的基本模型。采用所建立的模型对垂直圆管气-液两相流双探头电导探针测量过程进行模拟,得到气泡流动过程中探针外部空间的电场分布。模拟结果显示:气泡通过探针时会引起的电流电压的巨大变化;电流电压分布不受噪声信号、气泡形状变化以及电流电压信号响应滞后的影响。通过模拟得到,当气泡经过探针时会产生电流和电压的近方波信号,该结果能真实反映探针测量气-液两相流的基本过程。