陀螺效应使永磁悬浮心脏泵稳定平衡

为使人工心脏泵可以永久使用,作者研制出一种仅采用永磁轴承实现磁悬浮的离心泵。其保留了电磁悬浮泵的优点,又避免其不足之处。然而,传统理论认为永磁悬浮是不可能稳定平衡的。作者利用陀螺效应解决了此问题。径向驱动的离心泵包括一个转子和一个定子。转子由驱动磁钢和叶轮组成;定子由电机线圈和泵壳构成。两个永磁轴承抵消电机线圈铁心与转子驱动磁钢之间的吸引力。生理盐水试验表明,当血泵转速超过3250转/分、流量大于1升/分时,转子可以在定子中悬浮起来。高转速是达到陀螺效应的条件,大流量是良好水动力性能的前提。

精密磁悬浮陀螺全站仪定向误差分析与建模研究

采用时间序列方法对高精度磁悬浮陀螺全站仪采集的原始电流数据进行分析,得出仪器用于计算定向角的转子电流数据多数情况下属于非平稳时间序列,其非平稳时间序列在不同的观测条件下表现出随机趋势性、周期性、条件异方差、异常观测值的特性。研究基于磁悬浮技术的陀螺全站仪定向误差数据的数学模型,用差分的方法剔除趋势项,用Box-Jenkins方法对平稳随机序列建模,根据不同的数据特征建立不同的时间序列模型预测和控制用于计算定向角的电流数据的精度,提高定向角的精度。

基于小波变换理论的精密磁悬浮陀螺全站仪定向系统中噪声剔除方法研究

精密磁悬浮陀螺全站仪定向系统的转子电流观测数据是随观测时间和环境的变化而变化的非线性数据序列,研究表明仪器定向系统中受强噪声干扰的非线性时序观测数据应用小波分解和重构可有效的剔除误差,分离出用于定向计算的有效的转子电流数据。该方法解决了传统的数据处理方法对仪器定向系统产生的非平稳、非线性观测数据序列滤波的局限性,有效地改善了仪器的定向结果,提高了定向角的精度。

新型永磁悬浮轴承在透平机及心脏泵中的应用

为验证永磁悬浮轴承在旋转时能否实现转子的稳定悬浮,将自行设计的新型永磁悬浮轴承应用到透平机和离心式心脏泵中,并利用Hall传感器分别测量二者转子旋转时的偏心距,用速度传感器分别测量二者的旋转速度.发现当转速高于某一临界值(透平机为1 800 r.min-1,心脏泵为3 250 r.min-1),透平机和心脏泵的转子偏心距均会明显小于转子和定子的间隙0.15 mm,转子脱离了定子并保持了稳定悬浮.结果表明:高速旋转的悬浮体所具有的陀螺效应能够使永磁悬浮转子稳定平衡;在静止或转速很低的情况下,永磁悬浮转子不能保持稳定的旋转;一旦转速超过某一临界值,它就会获得陀螺效应并借此达到5自由度的稳定悬浮.

磁悬浮陀螺全站仪在高速铁路隧道定向测量中的应用

广深港高速铁路,对于改善深港交通状态、促进地区繁荣具有重要意义。针对广深港高速铁路地下隧道工程贯通距离长、精度要求高等特点,先后在广深港狮子洋隧道、益田路隧道及深港隧道等采用GAT精密磁悬浮陀螺全站仪对测量导线进行检核、修正,取得了良好的定向测量和贯通效果。简述了GAT精密磁悬浮陀螺全站仪原理和技术优势,以深港隧道皇岗公园竖井至米埔竖井段为例,总结了该仪器外业操作、数据采集、成果计算、精度评定等方法要点,分析了数据质量、可靠性指标、作业效率及仪器常数稳定性,给出了GAT磁悬浮陀螺全站仪仪器常数测定中误差为±2.6″、隧道导线边定向中误差为±2.3″,总体定向精度优于3.5″。应用结果表明:GAT精密磁悬浮陀螺全站仪精度高、操作方便、实用性强、稳定性好,应用于高速铁路隧道定向测量(特别是困难条件下竖井间定向测量)能够确保高速铁路隧道的高精度贯通。

GAT高精陀螺仪在干扰环境下定向化学测量技术创新研究

高精度的陀螺仪作为一种在地下工程测量中必不可少的定向测量工具,对社会的建设和发展有着重要意义。以GAT高精度磁悬浮陀螺全站仪为实验对象,展开陀螺精密定向化学测量数据处理研究。对陀螺定向基本原理与定向过程进行解读,探究了陀螺精密定转子电流特征,采用LFU算法设计了一种基于定转子电流分布特征的数据处理算法,并以陀螺精密分别在弱干扰和强干扰状态下的定向测量数据组为处理单元,进行处理与分析。该算法可有效去除海量定向测量数据组中受到异常干扰的数据组,可提升陀螺精密定向测量结果精准性。

精密磁悬浮陀螺全站仪误差的时间序列分析建模研究

定向精度是影响高精度磁悬浮陀螺全站仪应用的重要因素之一,目前仪器的定向角计算是采用3倍的方差来消除误差影响。本文根据仪器采集的海量数据的特征,利用时间序列分析方法,分析仪器采集的转子电流误差序列的统计特性,建立误差模型,自主地修正转子电流的数据,可有效改善仪器的定向结果,提高定向角的精度。实验结果表明利用时间序列分析方法进行仪器误差数据建模分析是有效且可行的。

陀螺仪转子电流信号去噪方法研究

磁悬浮陀螺全站仪定向系统中转子电流数据的噪声是影响仪器定向精度的重要因素之一。文章经统计分析知转子电流信号为非平稳信号,对其进行对比分析,确定选取特定的阈值和小波基函数对转子电流信号进行小波阈值去噪。借助信噪比、均方根误差和平滑度多类评价指标的变化特征随小波分解层数增加而收敛的特性,来确定最佳分解层数。实验结果表明:此种方法实现了转子电流有效信号和环境噪声信号的有效分离,剔除了不同观测环境条件下转子电流观测数据的噪声,提高仪器的定向精度。