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。

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。

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。

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。

能谱CTMAR技术在上腹部弹簧圈栓塞术后随访中的价值研究

目的探讨能谱CT去金属伪影(Metal Artifact Reduction,MAR)技术在门静脉高压患者弹簧圈栓塞介入术后CT随访中的应用价值。方法回顾性收集我院42例经介入手术在上腹部植入弹簧圈的患者行能谱CT扫描随访的图像数据,分别重建A组和B组图像,A组为未使用MAR技术的图像,B组为使用了MAR技术的图像;在A组图中伪影最重层面的腹主动脉内、受伪影影响的肝脏和脾脏内、未受伪影影响的左侧腰大肌内分别勾画感兴趣区(Region of Interest,ROI),并复制到B组图像中,分别计算信号噪声比(Signal to Noise Ratio,SNR)、对比噪声比(Contrast to Noise Ratio,CNR)、伪影指数(Artifact Index,AI)和伪影去除率(Beam Hardening Artifacts Removal Rate,BAR);对2组图像的SDmean(腹主动脉、肝脏、脾脏的平均值)、SD4(腰大肌)、CNR、AI行配对样本Wilcoxon秩检验;由2名高年资诊断医师以4分制对两组图像分别评分;对医师评分行一致性检验后,评分不同者商议决定最终评分,将2组图像的最终评分行Wilcoxon秩检验。结果应用MAR技术后SDmean和AI值明显降低[A组16.640(8.374)vs.B组12.016(3.411),A组14.599(8.189)vs.B组7.439(5.325),均P<0.01];SNR、CNR和SD4无明显差异[A组11.755(3.319)vs.B组12.142(2.905),A组5.893(3.226)vs.B组6.085(2.338),A组9.504(2.191)vs.B组9.657(2.432),均P>0.05];BAR为48.9%(24.4%);2名医师主观评分一致性佳(对2组图像评分的Kappa值分别为0.820、0.840),使用MAR可以明显提高图像的主观评分(P<0.01)。结论在经介入手术在上腹部植入弹簧圈患者的CT随访中,应用能谱CT的MAR技术可明显减少金属伪影,提升图像质量。

内置双螺旋结构换热管金属氢化物反应器的传热性能

针对金属氢化物反应器传热性能较差的问题,提出了更紧凑高效的单进–出口的双螺旋结构换热管。建立了内置螺旋管的金属氢化物反应器的3维数学模型,并采用COMSOL Multiphysics 5.2a软件进行求解。首先,通过热阻分析发现,在不同换热流体入口平均流速(0.5~3.0 m/s)下,导程为15 mm的单螺旋换热管管内对流传热热阻占总热阻的百分比为8.5%~45.2%,这表明管内对流传热热阻对反应器的传热性能有很大影响。然后,研究了换热流体入口平均流速对反应器传热性能的影响,确定了模拟中换热流体入口平均流速的范围,对比分析了单、双螺旋结构对反应器性能的影响。结果表明:当换热流体入口平均流速大于0.5 m/s时,能达到较好的换热效果,换热流体的平均真实温升趋于稳定。减小螺旋导程可以明显提高换热流体的平均真实温升及反应器的传热和输出性能。对于导程为60 mm的单、双螺旋结构管,床层平均温度降至300 K所用时间分别为7000 s和3000 s。导程为30 mm的双螺旋结构管的单位重量输出㶲功率比导程为15 mm的单螺旋结构管更高,可见双螺旋结构管反应器的传热和输出性能均优于单螺旋结构管反应器。双螺旋结构管具有更大的换热面积,在反应器床层内的位置分布更加均匀,从而提升了反应器的传热和输出性能。

基于功能结构分析的磁共振梯度系统常见故障维修

梯度系统是磁共振设备的重要组成部分,其性能优劣直接关系到磁共振检查效率和图像精准性。通过从信号控制电路、梯度信号功放器和梯度线圈3个方面进行梯度系统的功能结构分析,以及影响磁共振成像(MRI)质量的主要性能指标及常见故障。磁共振设备的梯度系统出现故障时,主要分析人员操作、环境因素,设备器件存在的问题,并结合设备自检报警和程序分析进行故障的逐一排查。在日常维护保养方面,操作技师和医学工程师应加强操作规范管理,提高设备重要部件的维护管理意识,注重电源供给和金属物屏蔽排除的监督检查,建立有效的技术保障体系,以提高磁共振设备梯度系统的性能稳定性,改善磁共振图像质量。

基于金属磁量热技术的拾波线圈电磁性能仿真模拟

金属磁量热技术是利用稀土金属的磁化在低温随温度变化明显的特性,对低能射线能谱进行高分辨的探测。拾波线圈作为拾取磁信号变化的重要部分,在金属磁量热技术中担任重要的角色,其设计构型及电磁参数直接影响到传感器的能量分辨能力。本文利用有限元模拟仿真技术对线圈的匝数、占空比等参数对电磁性能的影响进行了详细计算,并通过与实测结果的对比,验证了仿真模型与参数的正确性,为拾波线圈的设计提供了可靠依据。

等值反磁通瞬变电磁法在金矿采空区探测中的应用

甘肃省玛曲县大水金矿是西秦岭地区的典型矿山之一,由于矿山的连年持续开采,导致在5号、9号高陡边坡下方形成一系列不同埋深的采空区,引起局部地面塌陷,存在较大安全隐患,根据环保及安全方面的要求,急需查明隐伏塌陷的空间展布特征,有效预防地质灾害的发生。本次研究采用等值反磁通瞬变电磁勘探技术,通过对勘察区典型断面图异常特征的精细解释,结合勘察区水文地质、基础地质等资料的综合分析,进而实现矿山隐伏塌陷的透明化、立体化。研究结果表明:利用等值反磁通瞬变电磁法(OCTEM)进行地下采空区探测,能够较好地反映采空区隐伏地层的岩性电性特征,并且采空区与围岩的物性差异明显,可有效查明地下采空区的空间位置及基本形态特征。同时基于多勘探线物探剖面采空区边界特征点数据,结合计算机三维建模技术,可实现采空区空间形态三维可视化,透视采空区的立体特征。等值反磁通瞬变电磁法的实施效果及三维建模技术为矿山恢复治理及安全评价提供了技术依据,可以有效服务于数字矿山的建设。

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。