电磁振动机的研究与应用

电磁振动机结构简单、通用性好,常用作振动喂料器并广泛应用于现代工业的多个领域。该文概述了电磁振动机的结构组成、工作原理、分类及其应用范围,针对电磁振动机定量给料、快速光电检测及定向种植领域内的最新研究进展进行了总结,以期为我国电磁振动机未来发展趋势与研究方向提供参考借鉴。

基于电磁感应法的固废填埋区探测研究

以疑似存在固废填埋区的农业用地为例,采用电磁感应法快速实现填埋区定位,结合高密度电阻率法对数据进行校准,并利用钻探结果进行验证。本研究以小于3.76Ω·m的电阻率值作为填埋区的判定准则,对于疑似塌陷填埋位置,电磁感应法的探测结果与其实际情况吻合较好,且发现了一处地表尚在种植作物的填埋区,疑似填埋区在整个地块的空间覆盖率为30.55%。根据探测结果选择12处钻孔点位验证了地块填埋有生活垃圾、污泥等。本次探测耗时12 h,获取数据量105 600个,数据有效率99.78%。通过电磁感应方法,实现了对填埋区的污染探测及定位,对于指导后期地块填埋物的污染修复具有现实意义。

Rapid solidification of Cu_(60)Co_(30)Cr_(10) alloy under different conditions

Metastable liquid phase separation and rapid solidification in a metastable miscibility gap were investigated on the Cu60Co30Cr10 alloy by using the electromagnetic levitation and splat-quenching.It is found that the alloy generally has a microstructure consisting of a（Co,Cr）-rich phase embedded in a Cu-rich matrix,and the morphology and size of the（Co,Cr）-rich phase vary drastically with cooling rate.During the electromagnetic levitation solidification processing the cooling rate is lower,resulting in an obvious coalescence tendency of the（Co,Cr）-rich spheroids.The（Co,Cr）-rich phase shows dendrites and coarse spheroids at lower cooling rates.In the splat quenched samples the（Co,Cr）-rich phase spheres were refined significantly and no dendrites were observed.This is probably due to the higher cooling rate,undercooling and interface tension.

市域快轨信号计轴设备受扰故障案例分析与对策研究

广州地铁18号线是国内首条运行时速达160 km的全地下市域快轨线路,线路工况复杂。ARTJZ-2A型信号计轴设备也是首次在该类型工况下运用,线路开通初期,计轴设备故障频发,设备可靠性较低。通过技术研究分析发现,主要有3方面原因:一是牵引回流不通畅产生电磁干扰;二是弓网离线燃弧产生电磁干扰;三是计轴传感器安装稳固性差。其中弓网离线燃弧问题和传感器安装稳固性差问题较为突出。为提升计轴设备可靠性,对市域快轨交流25 kV牵引供电制式下电磁干扰问题及高速列车运行下计轴传感器安装问题进行研究。通过采取在回流点加装均流线、调整计轴设备出清占用判断逻辑、调整计轴设备的滤波参数、加强计轴传感器安装紧固性等措施后,计轴设备可靠性明显提升。

电磁悬浮下Ti-Al-Zr合金的快速枝晶生长与腐蚀机理

采用电磁悬浮技术实现Ti_(47)Al_(47)Zr_(6)合金的快速凝固,并结合电化学方法对合金在模拟海水条件下的耐腐蚀性能进行研究。结果表明:电磁悬浮条件下α-Ti枝晶生长速度随过冷度增大呈指数型增大;在277 K的过冷度下,α-Ti枝晶的生长速度达到15 m/s;随过冷度的增大,合金中初生α-Ti枝晶显著细化,枝晶间γ相的形成被抑制;枝晶间γ相耐腐蚀性能最差,点蚀先发生在枝晶间的γ相中,然后,腐蚀向α-Ti枝晶发生共析转变形成的板条状γ+α_(2)区域蔓延,并且从γ相到α_(2)相相继被腐蚀。提高枝晶间γ相中Zr含量能够强化钝化膜的保护性,阻碍枝晶间γ相点蚀的发生。而且,减少枝晶间γ相的晶粒数量可以削弱微电偶效应,降低合金的点蚀敏感性,从而其延缓腐蚀进程。

液态五元Zr_(57)Cu_(20)Al_(10)Ni_(8)Ti_(5)合金的微观结构演变与非晶形成机制

利用电磁悬浮无容器处理技术实现了液态五元Zr_(57)Cu_(20)Al_(10)Ni_(8)Ti_(5)合金的深过冷与快速凝固,同时通过分子动力学模拟计算揭示了非晶形成的微观机制.实验发现,凝固组织具有明显的核-壳结构特征,核区为非晶相,壳区主要由ZrCu,Zr_(2)Cu和Zr_(8)Cu_(5)晶体相组成.非晶体积分数随合金过冷度的升高逐渐增大,当达到实验最大过冷度300 K(0.26TL)时,非晶体积分数增至81.3%.由此导出完全非晶凝固所需临界过冷度为334 K.TEM分析显示,过冷度增大并接近临界过冷度时,合金凝固组织中晶体相主要为Zr_(8)Cu_(5)相,而ZrCu和Zr_(2)Cu相的生长被抑制.在达到临界过冷度后,过冷液相的凝固路径由Zr_(8)Cu_(5)结晶生长转变为非晶凝固.此外,合金的晶体壳中存在少量的晶间非晶相,而非晶核中亦有微量的非晶间Zr_(8)Cu_(5)纳米晶团簇.模拟结果表明,晶间非晶相的形成主要源于近临界过冷度下偏析行为诱发的成分过冷,而非晶间纳米晶团簇的出现则主要归因于深过冷液相中的微观热起伏效应.

电磁探伤测井技术研究与应用

电磁探伤技术采用非接触式电磁感应测量的原理,通过对套管剩余壁厚识别,定量精准评价套管的厚度、变形、孔洞、裂缝、内外壁腐蚀程度,实现全井段连续快速套损测井,同时不受井筒环境制约,更适用于稠油、聚合物等复杂井筒环境,在油田大规模套损普查方面更具优势。该技术已在胜利油田现场应用180余井次,最大测深3450m,测井速度700m/h,壁厚分辨率0.3mm,解释精度符合率95%以上。

基于瞬变电磁法的无人浅水水雷快速探测研究

水雷是最古老的海战兵器之一,被公认为最佳非对称武器,二战后近一半舰艇的损失是水雷造成的。海洋浅水区域因其独特的地理位置和生态环境使得布设于此的水雷成为登陆的最大障碍。战时由于时间紧迫,对登陆通道清扫需要做到快速、灵活及低伤亡。对此,文中提出了基于无人机平台的浅水水雷快速探测系统,该系统采用基于瞬变电磁法的电磁感应金属探测技术,探测水雷的金属部件,如撞针、电子单元及控制装置等。然后依次介绍了瞬变场脉冲金属探测的原理,采用无人机搭载瞬变电磁法仪实现水雷快速探测的技术方案,探测数据通过成像对目标进行识别的方法。最后选取了国内某甚浅水区域,提前布设水雷及相似目标,进行了相关探测试验,获得了探测数据,通过数据比对,验证了基于瞬变电磁法的无人浅水水雷快速探测系统的性能及可行性。

EM38在黄河三角洲地区土壤盐渍化快速检测中的应用研究

针对目前黄河三角洲地区存在的土壤盐渍障碍问题,以该地区典型地块为研究对象,电磁感应仪EM38检测与田间采样相结合,分析土壤电导率的剖面分布特征,建立磁感式表观电导率与土壤电导率间的回归模型,并对运用电磁感应仪EM38划分土壤盐渍剖面类型进行探讨。结果表明:研究区表层土壤盐分具有较强的表聚性与变异强度,剖面各土层电导率间存在着关联性;土壤电导率与磁感表观电导率EMh、EMv间呈极显著的相关关系和对数相关关系,EMh对浅层土壤电导率的解译精度较高,对深层土壤电导率、EMv的解译精度要高于EMh;利用电磁感应仪EM38可将研究区土壤盐渍剖面准确划分为表聚型、底聚型与均匀型三种类型,其中表聚型与底聚型是研究区最主要的盐渍剖面类型,进一步的统计分析证明了采用电磁感应仪EM38对土壤盐渍剖面的分类结果具有较高的精度与可信度。该结果对研究黄河三角洲地区土壤盐渍化的发生机理、预测与评估该地区土壤盐渍化的发生发展具有重要参考意义。

感应电动机的电源快速软投入技术及其初始瞬态解析

感应电动机在短时间断电后,对于转速仍然保持在同步速附近的情况,其重新投入电源的过渡过程表现为短暂的电磁瞬态,该文提出基于电力电子开关控制的电源快速软投入技术,可以在0.1s内快速投入电源而不产生瞬态电流冲击,其控制策略不同于针对较长机电动态过程的软起动控制。为实现软投入控制的快速性,采用解析方法推导出瞬态电流与触发角等控制参数之间的关系。对于软投入控制中所出现的感应电机两相和三相交替的瞬态过程,分别建立基于αβ0坐标系降阶的不对称瞬态数学模型和与之相关联的基于空间向量复数变量的对称瞬态数学模型,使解析求解得以简化,从而快速求出初始触发角,进而构成触发角序列,最终得到完整的软投入控制策略,通过仿真和实验予以验证。

基于电磁感应的典型干旱区土壤盐分时空变异快速诊断

选取南疆典型干旱区研究其土壤盐分时空变异,在研究区域选取校正点测定表观电导率(ECa),并同时采集土壤样品,研究表明土壤盐分含量与大地表观电导率具有良好相关性(R=0.935),可由此建立土壤盐分电磁感应解译模型。构建移动式磁感调查系统对研究区域进行调查,获取足量表观电导率信息,结合G IS和地统计等相关知识研究土壤盐分的空间异质性。经过不同年份、不同季节的调查实现时空变异的快速诊断。结果表明,研究区域存在严重的盐渍化问题,且存在秋季盐渍化重于春季,2009年重于2008年的趋势。

液态五元Ni-Zr-Ti-Al-Cu合金快速凝固过程的高速摄影研究

采用电磁悬浮和自由落体两种无容器熔凝技术,并借助高速摄影实时分析方法,研究了液态五元金的快速凝固组织由初生Ni3Ti相、次生Ni10Zr7相和(Ni10Zr7+Ni21Zr8)共晶组成.初生Ni3Ti相以枝晶方式生长,枝晶生长速度随熔体过冷度的增大以幂函数关系单调递增,最高可达 12 mm/s,同时其体积分数逐渐减小至 13.4%,并发生显著组织细化.在自由落体条件下,尽管合金液滴凝固组织的相组成并未发生变化,但随着过冷度的增大,初生 Ni3Ti 相的生长被抑制,凝固组织由晶态向非晶态转变,且非晶相的体积分数线性增大.当直径小于 275 m 时,合金液滴实现了完全非晶态凝固.

基于PSCAD/EMTDC的大规模交直流系统快速建模及有效性分析

为提高大规模交直流系统PSCAD/EMTDC仿真模型建立的效率,基于PSS/E数据文件,提出了一套系统快速建模的程序化流程。给出了PSS/E和PSCAD/EMTDC之间关键元件的模型对应关系,并描述了快速建模的详细过程:先提取元件连接、元件参数等信息,通过区域判据和电压分层实现网络模块化,再结合坐标变换完成整个网络在各子模块下的布局、元件模型的建立及各参数的设定,最后,通过自动布线生成PSCAD/EMTDC仿真模型。仿真结果表明,在稳态、直流闭锁和交流对称故障下,转换前后的系统稳态和暂态特性相一致,该结果验证了快速建模方法的有效性;在交流不对称故障下,模型转换前后的机电暂态与电磁暂态特性不一致,这表明了机电暂态仿真程序的局限性和电磁暂态仿真程序的必要性。

回线源瞬变电磁测深快速反演方法

回线源瞬变电磁测深法(简称瞬变电磁法或TEM法)是以不接地回线为场源,在回线内、外测量电磁场的一种电磁测深方法,已经广泛用于固体矿产、工程地质和水文地质调查工作之中[1,2]。目前,回线源瞬变电磁法主要采用中心回线和重叠回线两种测量装置,测量回线内垂直磁场产生的感应电动势。“烟圈”反演方法是瞬变电磁反演的主要计算方法,“烟圈”反演利用地表瞬变电磁响应与某时刻电流源镜像等效原理,计算勘探深度和对应电阻率。这里给出了回线源瞬变电磁测深一维“烟圈”反演解释方法的基本原理、计算方法和应用实例。结果表明,一维“烟圈”反演解释结果纵向分辨率较高,能反映出地下电性变化情况,可以用于瞬变电磁测深资料解释工作。

连续电磁发射过程中轨道受力分析

获取电磁轨道发射器轨道受力特性是分析轨道材料失效机理及极限安全连续发射边界的前提。通过建立电磁-温度-应力多物理场耦合计算模型,得到了动态发射过程中包括电磁力、温度应力和预紧力的多成分轨道应力载荷时空分布特性。分析结果表明:轨道受到的电磁力载荷在脉冲电流平顶沿电枢经过位置基本上均为峰值;轨道热量主要集中于电枢运动起始段,且热量密度在脉冲电流上升段结束时刻附近电枢经过位置达到最大值;轨道在脉冲电流上升段结束时刻附近电枢经过位置受力最为严酷;喷淋冷却可有效降低轨道中的温度应力;最优的预紧力大小以恰好满足动态发射时轨道与绝缘支撑体不分离使身管保持整体式稳定结构为判据。

电枢膛内位置及速度的直接接触式测量方法

目前电磁轨道发射装置中膛内电枢位置测量多采用B-dot磁探针。但在连续发射的模式下,电枢电流不连续,B-dot磁探针失效,需要新的测量方法检测电枢经过关键位置的时刻及运动速度。为此,根据轨道发射装置的结构特点,提出采用直接接触式测量方法。即在电枢配重中安装金属纤维,同时在绝缘隔板中沿电枢运动方向分布金属触头,金属触头与外接电源相连接;电枢运动时,其配重中的金属纤维与金属触头接触时,回路闭合,在取样电阻上获取高电平信号,该信号上升沿即为电枢位置信号。同时根据相邻电平上升沿的时间差以及所对应金属触头的间距,可以获得电枢在膛内的速度。在实际发射实验中,利用该方法准确测得发射过程中电枢的位置,及对应发射速度,且该测量有效地避免了发射过程中烟雾及弧光的影响。

快速凝固Cu-Cr合金的研究进展

综述了快速凝固Cu-Cr合金的研究现状和最新进展。主要内容包括:雾化法、喷射沉积法、旋铸法、落管法等快速凝固Cu-Cr合金的优缺点及性能以及最新发展的电磁悬浮法和悬淬法快速凝固Cu-Cr合金的特点。在综述的基础上,简要讨论了快速凝固Cu-Cr合金未来的研究发展动向。

航空和地面天然场电磁法联合开展深部矿产资源勘探

较为全面地介绍了航空天然场电磁观测系统(ZTEM)的方法原理、装置及应用实例,从测量参数、探测成果和工作效率等方面对比总结了航空天然场电磁法与地面MT法。在此基础上,提出了航空天然场电磁法和地面MT联合的点面结合勘探方案,即ZTEM航空电磁法进行大面积快速测量,地面天然场电磁法针对重点和可到达的区域进行辅助性质的完善测量和查证,并为ZTEM数据反演提供参考,最终获得全区的电性特征,从而为地质体推断提供可靠参考,可为我国高山峻岭区、森林覆盖区、水体覆盖区、环境保护区矿产资源的快速有效勘查提供技术支撑。

熔体处理和双向电磁搅拌复合快速制浆技术

分析了中间合金微细粉末熔体处理工艺和双向电磁搅拌工艺中，Al-5Ti-B合金粉末粒度、粉末加入量、加入温度、静置时间、中间合金加入顺序、单向旋转时间、电源频率、浇注温度和搅拌时间等工艺参数对A356合金半固态浆料的组织和制备效率的影响规律及其原因，开发出适合于铝合金的熔体处理＋双向电磁搅拌半固态浆料复合制备技术。结果表明：该技术可在20-25s内制备出α（Al）的形状因子约为0．85、晶粒尺寸为70-80μm（空冷尺寸）的A356合金半固态浆料。

电磁场对电弧熔积快速成形温度场及残余应力的影响

为了研究在电弧熔积快速成形过程中附加电磁场之后成形工件表面温度场发生的改变,以及温度场变化对成形件造成的影响,使用红外热像仪对附加电磁场前后的电弧熔积成形过程进行了实时拍摄,并用X射线衍射测应力法对得到的成形件表面残余应力进行了测量。结果表明,附加磁场后,成形件表面温度场各温度区域尺寸扩大,熔积层表面所经历的最高温度升高,冷却速度减缓,成形件表面的纵向及横向残余应力均减小。