基于平面线圈阵列的电动汽车无线充电金属异物检测方法研究

针对电动汽车无线充电,有效检测充电区域内的金属异物对保障电动汽车的充电安全和充电效率具有重要意义。因此,文中提出了一种基于平面线圈阵列的金属异物检测新方法。利用4×4结构的平面线圈阵列作为主要感测元件,结合电磁层析成像技术重建充电区域的电导率分布图像,对重建图像进行后处理获得金属异物的轮廓、位置和数量信息。有限元仿真与实物实验结果表明,此方法能有效检测数种常见金属异物。

青贮机铁磁性金属异物智能检测报警系统

[目的/意义]青贮机作业时,田间遗落的铁丝等铁磁性金属异物如果混入其喂入系统,将会对青贮机的关键零部件和牲畜脏器造成严重损伤。为了确保青贮机在田间作业时能准确、高效地检测出金属异物,本研究开发了一套性能优良的金属探测系统。[方法]首先分析了青贮机金属检测原理,然后对平面螺旋线圈与圆柱线圈进行了仿真计算,选择平面螺旋线圈作为研究对象,通过使用非支配排序遗传算法(Nondominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)结合有限元仿真分析的方式,确定了线圈的线径、内径、外径、层数以及频率,并对弯曲线圈与未弯曲线圈以及阵列线圈进行了仿真计算。最后进行了系统集成,搭建了青贮机模拟试验台进行了模拟试验。[结果和讨论]仿真分析结果显示,平面螺旋线圈磁通密度模变化范围明显大于圆柱线圈,且其电感灵敏度、电阻灵敏度和被测物涡流损耗要明显高于圆柱线圈;另一方面,平面线圈弯曲后电感灵敏度、电阻灵敏度大幅度提高,有利于增强探测线圈的响应度。通过模拟台架试验,验证了该金属探测系统在探测距离小于70mm,对直径0.6 mm、长度20 mm铁丝报警率达到100%,且经过计算,系统响应时间为0.105 0 s,小于安全运输时间,系统可以在金属物到达切碎系统前及时停止。[结论]本研究设计出了一套青贮机金属异物探测系统,提出了一套金属探测线圈的优化方法,并开发了相应的金属探测软硬件系统,通过试验验证了金属探测系统的功能,为青贮机安全运行提供了有力技术支撑。

电动汽车无线充电系统金属异物检测灵敏度优化方法

为提高电动汽车无线充电系统金属异物检测性能,提出1种检测线圈灵敏度优化方法。首先,建立金属异物介入矩形检测线圈的等效电磁模型,研究线圈的物理参数变化机理,得到不同尺寸金属异物引起的检测线圈参数变化理论公式;其次,分析多个线圈构型参数对检测线圈灵敏度的影响,结合无线充电实际工况优化检测线圈构型,通过电磁场仿真及实验证明了理论模型的准确性;最后,在3 kW无线充电系统中进行金属异物检测实验,结果表明:以优化后检测线圈为基础搭建的金属异物检测系统可以准确地检测到25 mm及以上尺寸的金属异物,并具有抗干扰能力。

一种核磁共振陀螺横向磁场线圈耦合标定方法

磁场线圈是核磁共振陀螺磁场系统的核心部件,是惰性气体磁共振激励维持、主动磁补偿的核心部件。横向磁场线圈的耦合对磁补偿精度与磁共振激励都有较大影响。因此,横向磁场线圈的耦合标定尤为重要。为解决上述问题,提出了一种基于核磁共振陀螺内置磁力仪的横向磁场线圈耦合标定方法,通过理论仿真和实验设计,验证了其正确性与可行性。实验结果表明,采用所提出的耦合标定方法对X轴对Y轴耦合和Y轴对X轴耦合进行标定,分别为1.86%和3.11%。通过旋转线圈改变装配角度,表明此方法在较小旋转角度时,测量结果不受装配误差的影响。通过标定同一批次的5只线圈,根据结果从中选取耦合较小的线圈进行装配,为核磁共振陀螺线圈的筛选奠定了基础。

基于PCB线圈的钢丝绳金属横截面积损失检测方法

钢丝绳金属横截面积损失(Loss of Metallic area)直接影响钢丝绳承载强度等特性,因此其检测及定量分析对于设备安全可靠运行具有重要意义。针对目前主磁通检测中存在的线圈绕制困难、参数确定模糊等问题,基于仿真模型提出一种基于印制电路板(Printed Circuit Board)的分体式线圈结构,分析了线圈匝数、线圈层数、线距等参数对检测信号的影响;建立主磁通检测模型,探究损伤宽度对主磁通检测信号的影响规律,并针对损伤宽度变化造成的信号损失设计补偿方法;最后通过钢丝实验验证金属横截面积定量检测效果,表明该方法定量误差在1%以内,能够有效检测钢丝绳的LMA。

基于微型平面线圈的微颗粒识别计数传感器

针对基于光学或荧光传感原理开发的微颗粒计数常规技术存在需对样品预处理、无法实时检测或无法精确识别微颗粒大小等问题,基于电磁感应原理,采用微型平面线圈提出了一种微颗粒识别计数传感器,可在无需预处理的情况下对不同材质及尺寸的微颗粒进行精确识别与实时计数,实验选用了钢、铜及铝3种材质及粒径范围为250~1000μm的金属微球进行测试,检测结果表明,开发的微颗粒计数传感器具有精确识别与计数能力。有望为细胞定量封装、药物定量输送、工业微颗粒检测等应用提供一种新的技术方案。

液态金属快堆螺旋管蒸汽发生器一、二次侧耦合传热数值研究

螺旋管蒸汽发生器是液态金属快堆中能量传递的核心设备,其运行的稳定性、安全性对核电站的运行有至关重要的影响。为此,本文构建了液态金属快堆螺旋管蒸汽发生器一次侧、二次侧耦合传热的三维数值模型,分别基于经济合作与发展组织核能署(The Organisation for Economic Co-operation and Development,OECD/NEA)物性手册和美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)数据库建立液态金属和水-水蒸气变物性计算关联式,采用Lee相变模型计算二次侧水-水蒸气蒸发过程中两相间的质量传递。基于实验数据,分别对本文模型一次侧传热以及二次侧传热的计算可靠性进行了验证。最后以铅铋快堆为例,研究了不同一次侧进口参数下蒸汽发生器一、二次侧之间的耦合传热特性,并与传统水冷堆进行了对比。结果表明:在同等条件下,相比于传统水冷堆,一次侧采用铅铋液态金属时,一、二次侧之间的壁面热流密度明显提升,热流密度峰值可达1439.97 kW·m^(-2),比水冷堆相应数值提升5~6倍,这导致二次侧管内气相蒸发过程明显加剧,体积含气率急剧上升;同时,一、二次侧之间的沿程热流密度分布更加不均匀,沿程热流密度分布相对偏差值比水冷堆相应数值增大3~4倍。随着一次侧进口铅铋温度从350℃增大到450℃,一、二次侧之间的壁面热流密度随之增大,对应的热流密度峰值从950.7 kW·m^(-2)增大到1439.97 kW·m^(-2),提升约1.5倍,同时一、二次侧之间的沿程热流密度分布更加不均匀,不均匀度增大20%。

基于瞬变电磁阵列的地下金属定位系统设计

针对近地表不同形状金属目标定位的需求,设计了基于瞬变电磁(TEM)阵列技术的地下金属目标定位系统。该系统利用阵列传感器各接收线圈采集的感应电动势衰减曲线的差值,得到地下目标的信号响应特性,通过对比实测环境下标签信号的感应电动势幅值,可以得到目标的水平方位和垂直埋深,实现对地下金属目标的定位功能。实验结果表明:设计的系统能够区分球形、矩形和圆柱形目标的水平方位,垂直埋深测量误差在8%以下,可以实现较好的定位效果。

退火对电流体喷印线圈磁敏特性的影响

研究了热退火对不同电流体喷印方式制备的微纳金属线圈磁感应特性的影响。首先,仿真分析了不同线圈参数对线圈电感性能的影响,设计了磁敏线圈结构;然后,使用电流体喷印设备进行线圈制备,并利用磁场发生及检测系统对喷印线圈进行性能表征;最后,对比了相同条件下(真空,300℃)退火前后不同电流体喷印方式制备的微纳金属线圈在均匀交变磁场下的感应电动势随激励电压/电流的变化规律。实验结果表明,退火后的线圈表现出更为优秀的导电性,并分析了其变化机制。为基于电流体喷印技术的微纳磁敏线圈制备提供了有益思路。

新型组合式电压电流传感器的研究

介绍了新型组合式电压电流传感器的原理和特点 ,这种传感器是电力系统数字化发展的关键产品之一。对研制样机测试的结果表明 :新传感器线性度好 ,输出功率小 ,而且轻、小、成本低 。

Hybrid手术室中胸腔镜下切除肺部微小病灶

目的探讨Hybrid手术室中施行胸腔镜手术对肺部周围型微小病灶进行快速精准切除的价值。方法 2011年3月～2012年2月,在我院新建的Hybrid手术室中,对16例19处肺部周围型微小病灶施行胸腔镜手术切除。患者术前当日在胸部CT引导下经皮穿刺,在病灶处放置血管栓塞用金属弹簧圈定位。病灶定位后将患者接入Hybrid手术室,手术在间断多角度下进行,根据电视屏幕上弹簧圈标记物与胸腔镜操作器械的相对位置和胸腔镜下胸腔内术野的实时影像,确定手术切除部位及范围,在距病灶约3 cm距离处应用强生60 mm直线型切割缝合器,对病变肺叶实施楔形切除,切除的病变组织送快速病理,根据病理报告进行下一步处理。结果所有目标病灶均顺利切除,手术时间15～42 min。良性病变9枚,楔形切除;肺癌10枚,其中1例为双上肺早期鳞癌,行双侧上肺叶楔形切除,其余9例行胸腔镜下肺叶切除及纵隔淋巴结清扫。无中转开胸,无严重术后并发症,无围术期死亡。14例随访1～12个月,平均6.4月,9例恶性病变未见转移和复发。结论术前胸部CT引导下经皮穿刺金属弹簧圈对肺部周围型微小病灶精确定位,通过在Hybrid手术室的实时透视下胸腔镜技术,可以对目标病灶施行精准切除。

平衡线圈金属检测技术在无线电能传输中应用

此处提出了一种改进型平衡线圈结构以适应无线电能传输系统中金属检测的需要。首先介绍了该平衡线圈技术的原理,然后设计了探头,最后完成了以单片机为控制核心的金属检测系统设计。实验证明该检测技术具有较高的灵敏度及较强的抗干扰性。

含中继线圈无线电能传输金属障碍物仿真分析

针对含中继线圈的无线电能传输系统可能遇到金属障碍物的情况,采用有限元方法进行仿真分析并实验验证。简要介绍了含中继线圈下的磁耦合谐振式无线电能传输的电路模型。通过建立模型,设计谐振系统各项参数并引入金属障碍物进行仿真。通过搭建实验平台对仿真的结果进行验证。分析了金属障碍物对于系统中各线圈的影响强度。仿真与实验结果得出,在含中继线圈的无线电能传输系统中,金属障碍物的设置对发射、中继和接收线圈影响不同。得出金属障碍物的加入对于含中继线圈的无线电能传输系统的影响,并总结出金属障碍物的最优放置的最优位置。

金属C形环力学性能及密封特性分析

弹簧加强金属C形环是一种性能优良的静密封元件,为研究结构对C形环力学性能以及密封面接触特性的影响,建立弹簧加强金属C形环三维仿真模型,采用有限元方法分析C形环的压缩回弹特性。仿真结果与压缩回弹实验结果一致,验证了理论模型的正确性。分析C形环密封面上接触区域和接触压力的变化规律,讨论C形环结构对密封特性的影响。结果表明:在相同的载荷下,C形环卸载时的接触区域比加载时的大,表明在卸载阶段C形环在更低载荷下即可维持同等密封效果;螺旋弹簧使C形环具备良好的回弹性能,能更好地应对使用工况的波动;银层使法兰与密封环的接触界面实现良好密封,合金层起保护银层和平稳传递接触力的作用。

国产首台超超临界锅炉的设计与技术特点

分析了国产首台1000 MW超超临界锅炉的设计与技术特点,包括锅炉选型、燃烧方式和炉膛尺寸、燃烧系统、炉膛水冷壁及高压强钢的应用等,探讨了P92和P122马氏体钢及SUPER304H和TP310H奥氏体钢的焊接工艺特点,总结了锅炉生产制造中采取的一些新工艺和新方法.

频率可选的地下金属管线探测仪发射机的设计

为解决国内地下金属管线探测仪发射机存在发射频率单一、功率较低的问题,设计了一种基于电磁法原理的新型地下金属管线探测仪发射机。该发射机采用磁偶极感应法,以SPCE061A凌阳单片机为控制核心,将传统的配谐电容技术与先进的集成芯片技术相结合,实现了整机性能的优化和智能控制,并具有4种可选的发射频率。实验表明,该仪器指标达到设计要求,最大发射功率大于12 W,实现了发射功率的8级可调,能实时显示发射信号的频率和发射功率,并具有结构简单、可靠性高、成本低等特点,满足实际工程不同地质条件下地下金属管线探测的需要。

预涂金属卷材用水性环氧聚酯底漆的研制

将水性环氧树脂、丙烯酸改性饱和聚酯树脂、氨基树脂、插层改性累托石、各种颜填料和助剂按比例制成预涂金属卷材用水性环氧聚酯底漆。讨论了不同颜基比以及不同用量的环氧树脂、颜填料、插层改性累托石和偶联剂对漆膜性能的影响。获得了水性环氧聚酯底漆最佳配方：环氧树脂用量占树脂总固体分的15％，锶铬黄和插层改性累托石的用量分别占颜填料用量的30％和2％～3‰硅烷偶联剂1％。所得漆膜的附着力0级，硬度2H，T弯0，耐MEK擦试70次，抗流挂性和流平性良好。

空冷式感应炉熔炼铝合金的实验研究

感应加热具有加热速度快、效率高、污染少的特点,而空冷感应加热在生产上更具有节约水资源、生产设备简单、运行安全以及维护方便等优点.本文在研制的空冷式感应加热试验装置上进行了感应加热及熔炼铝合金物料的实验,获得了熔炼过程中坩埚壁及物料的温度变化以及该感应炉的热效率数据.实验研究表明,熔炼铝合金的过程中,坩埚外壁温度分布均匀,绞线温度远低于漆包线耐热温度,炉体设备工作正常;用空冷式感应加热铝合金物料,其热效率大于70%,比电阻炉和火焰炉效率高10%～20%,节能效果显著.空冷式绞线感应炉,与水冷式感应炉相比,具有结构简单、维护方便、节约水资源等优点.空冷式感应加热炉用于金属物料的加热和熔化基本可行.

金属管材端部内卷成形加工的数值分析

针对金属管材端部内卷成形加工工艺的力学特性进行了分析,基于Prandtl-Reuss流动法则,结合更新拉格朗日算法(Updated Lagrangian Formulation,ULF)建立了增量型弹塑性大变形有限元分析模型。以rmin法则处理边界及变形时弹塑性状态的转换,并用修正的库仑摩擦法则的增量型式来处理边界接触面上具有滑动与黏滞状态的摩擦现象,将其导入整体刚性矩阵中,推导出刚性方程。研究表明,成形过程中,管材端部的变形及成形负荷受引导筒及模具角度的影响。对比表明,有限元模拟与实验结果具有良好的一致性。

一种改进的高灵敏度金属检测系统

在分析传统平衡线圈原理的基础上,提出了一种改进的平衡线圈结构,以满足不同的应用需求。首先对该种平衡线圈的原理进行分析,据此设计了一种由平衡线圈、信号处理电路和ATmega8等构成的高灵敏度金属检测系统。通过实验验证了该金属探测器的检测效果,并提出了部分改进措施。