Study on signal intensity of low field nuclear magnetic resonance via an indirect coupling measurement

We carry out an ultra-low-field nuclear magnetic resonance （NMR） experiment based on high-T c superconducting quantum interference devices （SQUIDs）. The measurement field is in a micro-tesla range （～10 μT-100 μT） and the experiment is conducted in a home-made magnetically-shielded-room （MSR）. The measurements are performed by the indirect coupling method in which the signal of nuclei precession is indirectly coupled to the SQUID through a tuned copper coil transformer. In such an arrangement, the interferences of applied measurement and polarization field to the SQUID sensor are avoided and the performance of the SQUID is not destroyed. In order to compare the detection sensitivity obtained by using the SQUID with that achieved using a conventional low-noise-amplifier, we perform the measurements using a commercial room temperature amplifier. The results show that in a wide frequency range （～1 kHz-10 kHz） the measurements with the SQUID sensor exhibit a higher signal-to-noise ratio. Further, we discuss the dependence of NMR peak magnitude on measurement frequency. We attribute the reduction of the peak magnitude at high frequency to the increased field inhomogeneity as the measurement field increases. This is verified by compensating the field gradient using three sets of gradient coils.

立式风洞新型方向场动压场组合测量装置

为满足立式风洞方向场动压场测量需求,提出一种双倒“T”型结构的方向场动压场组合测量装置方案。采用电机同步控制实现排管架的水平和垂直方向运动,排管架横截面采用NACA0020对称翼型,将原有直径12 mm的五孔探针优化为8 mm,并进行现场安装调试。检测结果表明,该装置水平和垂直方向的位移同步控制精度为0.2 mm。在立式风洞进行一期方向场动压场测量试验,结果表明:该装置性能较为先进,准确地测得了立式风洞试验段模型区内的方向场和动压场数据,能够作为今后立式风洞流场校测主力装置之一。

基于双轴磁场轨迹的架空线路接地故障定位方法

为解决当前配电网区段定位困难的问题,探究了架空线下磁场的分布及其与三相电流之间的关系,提出一种基于磁场的非接触式故障定位方法。通过最小二乘法拟合得到x轴、y轴上的磁场正弦函数;将合成的李萨如图形与椭圆一般方程相对应,得到磁场轨迹结构的特征量表达式;通过分析双轴合成的磁场椭圆在故障点上、下游特征量的差异来定位故障区段。相较于其他基于电气量的定位方法,所提方法因具有磁阻传感器低成本的优势,可获得更多的线路运行状态信息,更适用于复杂配电网的故障定位。大量仿真验证表明,该方法适应于不同类型的故障工况。

变电站电磁环境智能移动监测装置设计与实测

为提升变电站电磁环境信息采集的工作效率,提高数据测量精度,研究制作一台变电站电磁环境智能移动监测装置。所设计的工频电场探头可实现3个方向工频电场同步测量;带有复位电路的工频磁场采集电路可消除磁阻传感器处于过强磁场干扰时的异常问题;外置温湿度模块可保证测量准确度,采用憎水性复合材料支架,在湿度小于70%条件下测量误差在5%以内。第三方测试结果表明,电磁场测量结果误差在5%以内,采用此装置在实际110 kV变电站进行电磁环境实测,可准确按规定路径自主行走并进行测量。建立三维模型,进行空间电磁场分布的仿真模拟,所得实测数据与仿真数据有相同的变化趋势,进一步验证装置测量的准确性。

熟料冷却风机锥形口流量测量装置的现场改造

某海外水泥项目熟料冷却风机锥形口流量测量装置选型偏小,导致冷却风机风量PID调节回路投运不稳,为满足PID投运要求,提高测量装置灵敏度,对冷却风机锥形口流量测量装置进行了改造。详细介绍了锥形口流量测量装置现场改造及制作安装要求、流量系数计算方法、现场标定结果等。改造后,在设计风量为29 965m^(3)/h时,差压值达373Pa,管道系统静压增加了248Pa,提高了流量测量装置的风量检测灵敏度,保证了PID调节回路的稳定自动调节。

力学计量技术标准装置的应用现状及未来的趋势分析

在当今科技飞速发展的时代,力学计量技术标准装置作为一项关键的测量技术,广泛应用涵盖了多个领域,成为保障产品质量、确保结构安全、推动科学进步的不可或缺的工具。首先,介绍了力学计量技术标准装置在不同领域的广泛应用,以及未来发展的趋势;其次,总结了目前的应用现状,分析了力学计量技术标准装置在工业制造、建筑和基础设施、科学研究以及环境监测等领域的重要作用;最后,展望了未来的发展趋势,包括智能化、多模态集成、绿色技术等方向。

星站差分定位在区域重力调查中的应用探究

在我国西部沙漠和高山地区开展区域重力调查工作时,由于国家控制点较为稀缺,甚至一些地方缺乏控制点。在这个复杂环境下,传统的测量技术往往难以解决重力点定位的问题。而引入星站差分定位这一新技术可成功地克服这一困境。通过详细介绍星站差分定位的基本原理,并结合野外项目实例对比试验数据的精度,该文展示该技术可在平面和高程方向上的测量精度,分别为±0.504 m和±0.156 m。这些结果不仅满足1∶250000区域重力调查规范的精度要求,还验证星站差分定位在精度和定位准确性方面的卓越性,以及提高野外工作效率的显著优势。综合分析近年来的野外实测数据,该研究总结星站差分定位在区域重力调查中的优点和缺点,并为今后在该领域采用星站差分定位提供有益的参考,有望在未来的区域地质研究中发挥关键作用。

并联孔板计量装置流量动态重分配规律研究

管输天然气多采用并联孔板计量装置进行计量,但定期清洗时,孔板提到上腔后,必然导致管路中流量动态重分配,产生计量误差,直接影响企业的经济效益。目前尚无针对流量动态重分配造成计量误差的主要影响因素及补偿方法的定性、定量分析研究,为此基于计算流体力学基本原理,应用Fluent软件构建了并联孔板计量装置内流场三维模型,分析了孔板周期清洗时的流量动态重分配规律。研究结果表明:1)流量补偿系数与压力、温度无关;2)相同孔径孔板流量计并联时补偿系数随总气量、管径、相对密度、并联管道数的增加而增大,随直径比的增加而减小,其中直径比是主控因素;3)不同孔径孔板流量计并联时补偿系数随总气量、管径、相对密度的增加而增大,随并联孔径比的增加而显著减小,其中并联孔径比是主控因素。依据研究结果构建了流量补偿系数修正方程,经现场测试,计量偏差显著降低,大大减少了因计量不准确带来的潜在利润流失。

油菜直播地表土壤物理机械特性参数测量装置研究

针对油菜直播地表农田土壤物理机械特性参数室内测量费时费力、田间测量仪器功能单一等问题,设计了一种油菜直播地表土壤物理机械特性参数测量装置,实现集成测量土壤含水率、坚实度、粘聚力和内摩擦角4种土壤物理机械特性参数且测量结果可以通过手机APP实时储存显示。装置基于自走式移动平台实现行走控制,以STM32单片机为核心控制器,利用FDR传感器获取土壤含水率,通过圆锥贯入部件测量土壤坚实度和抗剪切强度参数(包括粘聚力和内摩擦角)。分析了装置的圆锥贯入部件和土壤含水率检测部件测量原理,设计了装置测量控制系统硬件电路及软件,开展了传感器标定试验,确定了柱式压力传感器、薄膜压力传感器和土壤水分传感器的输入输出响应关系。选取71个土壤样本,融合土壤含水率和基于圆锥受力平衡关系获取的摩擦因数,运用最小二乘法建立了土壤粘聚力和内摩擦角数学测量模型,模型决定系数R2分别为0.932和0.956。开展了装置田间测量试验,对土壤含水率、坚实度、粘聚力和内摩擦角进行集成测量,结果表明:相较于AYD-2型土壤坚实度仪、干燥箱干燥法和ZJ-D型直剪仪测量结果,油菜直播地表土壤物理机械特性参数测量装置测量土壤坚实度、含水率、粘聚力和内摩擦角结果的平均相对误差分别为3.34%、5.06%、10.40%和8.20%。研究结果可为油菜直播地表土壤多个物理机械特性参数的快速、集成测量提供技术参考。

基于霍尔元件的螺线环磁场测量装置及实验设计

根据“新工科”背景下大学物理实验教学的改革需求和霍尔元件发展的新趋势,研制了螺线环磁场测量装置,装置由自制的磁场测试仪、霍尔元件尺、移动导轨和螺线环组成。通过给螺线环通入直流励磁电流(强度可调),使螺线环内部产生稳定的磁场,使用自行设计的霍尔元件移动尺可测量螺线环磁感应强度与励磁电流、环路半径之间的关系,还可以测量螺线环的磁场分布和空气磁导率。相应的实验设计可以帮助学生直观地认识螺线环磁场的分布规律,理解霍尔效应测量磁场的基本原理,深化学生对磁场相关理论的理解,同时促进理论学习与工程应用的融合,培养并锻炼学生分析解决实际工程问题的能力。

量子磁场测量技术在生物磁场成像领域的应用现状与产业趋势

量子磁场测量技术可实现磁场测量灵敏度的跨越式发展,近年来成为世界各国及地区的研究热点。首先对量子磁场测量技术的发展进行了简述,然后介绍了量子磁场测量技术在生物磁场成像领域的应用,最后分析了量子磁场测量技术的两大重要应用方向(心磁图仪和脑磁图仪)及其产业现状和未来发展趋势。

城市轨道交通列车控制子系统测速与定位装置的常见故障及预防措施

根据城市轨道交通信号系统轨旁应答器的工作原理,分析了应答器读取故障的成因及其影响。根据测速与定位系统的工作原理,对该系统的常见故障原因进行了分析。给出了测速与定位装置故障的预防措施。

三维磁敏传感器的设计及误差分析

采用三维磁敏传感器有助于降低磁场测量系统的复杂性和提高磁场测量速度。介绍了基于霍尔元件的三维磁敏传感器的设计方法,分析了霍尔元件的粘贴角度偏差、传感器的体积对测量精度的影响,并对传感器的总体误差进行了估算,其分析结果对三维集成磁敏传感器的设计具有指导意义。

基于有限元方法的场磨式电场传感器标定装置优化设计

场磨式电场传感器常被用来测量特高压直流(HVDC)输电线路下地面合成电场强度.传统对其标定的方法存在标定装置体积较大、户外标定移动不方便的缺点.针对此问题研究了一种应用于特高压直流输电线路下地面合成电场测量的电场传感器便携式缩尺标定装置.基于有限元方法建立了传感器的三维电场模型,基于该模型对便携式标定装置的尺寸、结构等关键参数做出了模拟分析,在此基础上进行了便携式标定装置的结构参数的优化设计.将便携式缩尺标定装置与标准的标定装置进行了实验比较.仿真及实验结果表明该标定装置能够方便、准确地对场磨式电场传感器进行标定.

一种基于实测数据的谐波源定位方法

为了准确划分各谐波源责任以便采用技术及经济手段治理谐波问题,提出了一种基于实测数据的谐波源定位方法。该方法以系统母线的谐波电压幅值及相位作为量测量,考虑一定的建模及测量误差,根据系统各节点的谐波功率与母线阻抗之间的符号关系对可疑母线进行分类。提出定位指标对各节点进行排序,确定最为可能的谐波源位置,减少后期不必要的勘测工作。最后,在ETAP 12.6中建立了IEEE 14节点的算例模型并进行计算验证,计算结果证明了提出方法的有效性。

探头定位误差对远场特性的影响

分析了在近场测试扫描过程中探头在ｘ，ｙ，ｚ方向的定位误差对远区电场的影响，给出了远区电场误差与探头位置误差的关系式，推导出了由于远区电场误差而影响到天线的其他特性参数的关系式．

特高压直流电压测量装置内部温度分布研究

特高压直流电压测量装置测量精度与温度变化有较大的关系。要保证运行装置在温度范围内满足测量精度要求,开展装置内部温度分布研究是十分必要的。文中首先对装置进行了动态流场分析、建立了流场模型,通过分析模型计算得到不同环境温度下装置的内部温度分布,通过试验,直接测量装置额定电压运行时的内部温升,验证了模型的有效性。文中对研究方法给出了较为详细的阐述,通过研究装置的内部温度分布可知装置运行时的温度范围,在设计制造装置时可以更有针对性地选取适用的电阻器件,以满足装置测量精度的要求。

基于隧穿磁阻效应的多点电晕放电磁场传感及定位

电晕放电的检测及定位对于电网设备的稳定运行至关重要。为此针对多个点对板形式的电晕放电进行了磁场传感测量及定位研究,基于隧穿磁阻传感器设计并制作了双轴磁场传感测量装置,通过传感测量装置对电晕放电脉冲电流产生磁场的响应,实现对电晕电流及其磁场的测量。应用电晕电流的定位算法,得到多个点对板的电晕放电点位置,定位计算误差稳定在10%左右,表明了测量方法及定位算法的可行性。该测量方法及算法考虑了电晕电流的特点,合理利用了隧穿磁阻传感器的测量优势,为电气设备的电晕放电检测提供了新的思路及可靠手段。

基于真实交通状况的固定式机动车现场测速标准装置

为了满足机动车测速仪现场检测新方法的需要,研制了基于真实交通流量状态下的固定式机动车现场测速标准装置。介绍了该套现场标准装置的设计思路与设计方案,分析了现场标准装置中所用的现场标准测速仪的工作原理,并对其现场速度测量的不确定度进行评估。不确定度评估结果表明:在20~250 km/h速度测量范围内,现场标准测速仪的相对扩展不确定度为0.12%(k=3)。通过2款机动车雷达测速仪样品的大样本现场试验数据,验证了机动车测速仪现场检测新方法的可行性,以及该套现场标准装置在真实交通流量状态下的实际测速性能。

船舶水下被动磁性定位研究

分析了一种对水面及水下铁磁物体的水下被动磁性定位技术,首先,建立船舶的旋转椭球体和磁偶极子模型,采用2个或以上的磁场传感器,采集目标通过时的磁场数据。在已知传感器间距时,解算模型,可得到传感器与的目标的空间位置。适用于合作目标和非合作目标。该技术综合磁性船模磁场数据以及实船的海上测量数据对目标进行定位计算,定位精度优于水声被动定位法,结果稳定可靠。该技术已成功应用于一种海上机动舰船物理场测量系统中。