基于COMSOL仿真软件的电涡流传感器教学探索

为了提升课堂教学效果,辅助学生理解电涡流传感器的检测原理及相关抽象概念,采用COMSOL仿真软件,构建了电涡流传感器探头线圈的仿真模型,并采用有限元的分析方法对其进行求解计算。通过对仿真结果的分析,学生可以直观地看到,当涡流线圈激励频率、提离距离、线圈内径、线圈外径和线圈厚度变化时,电涡流传感器的检测灵敏度将随之发生变化,有助于学生对电涡流传感器相关知识的理解和掌握,提高了学生的学习热情和思考深度。

应用于涡流无损检测的柔性磁阻传感器

为了研究平面探头和曲面探头在检测平面缺陷和曲面缺陷方面的差异,本文分别使用刚性印刷电路板和柔性印刷电路板(FPC)设计了刚性探头和柔性探头。实验结果表明,在平面铝板上,刚性探头和柔性探头的信噪比分别为30.2 dB和24.6 dB。在弯曲缺陷中,刚性探头的信噪比最低为14.8 dB,柔性探头的信噪比最低为27.1 dB。综合考虑温度稳定性、信噪比、价格等因素,刚性探头适用于小曲率的平面缺陷检测,柔性探头适用于曲面检测。

汽车检测用钳形电流传感器的设计

针对汽车检测系统的需求,设计出了一种车用钳形电流传感器,该传感器线性度和稳定性高、位置误差和温度漂移小、抗干扰能力强。该传感器可广泛地应用于军用车辆和民用车辆的带电维修检测。文中介绍了该钳形电流传感器的工作原理和设计制作过程。

高分辨率交流电磁场阵列检测探头设计与测试

针对现有交流电磁场阵列检测探头传感器间距较大,导致测得的磁场图像空间分辨率低,无法精准还原缺陷形貌的不足,设计一种基于高分辨率隧道磁阻(TMR)传感器阵列的检测探头并搭建试验系统;通过有限元软件Comsol建立交流电磁场仿真模型,分析不同类型缺陷周围的感应电磁场畸变规律,探究缺陷表面轮廓与磁场图像之间的关系;设计间距为1 mm的高分辨率TMR传感器阵列,通过仿真对匀强电流场的范围进行分析,设计多路复用模块对传感器阵列输出的信号进行预处理,设计检测探头结构,开发测试系统,进行缺陷检测试验。结果表明:Bz(垂直于试块方向磁场)图像包含有缺陷的端点位置信息,Bx(平行于探头扫查方向磁场)图像可以反映缺陷的边缘信息;交流电磁场阵列检测探头可获取缺陷周围畸变的高分辨率磁场图像,测得的磁场图像可以对缺陷表面轮廓进行反演及精准评估。

基于离子电流的高温压力传感器机理研究

研究基于离子电流的高温环境压力传感器,旨在替代带冷却设备的高温压力传感器,为脉冲爆震发动机(PDE)上必需的高温压力测量提供具有工程实践意义的技术支持,为爆震发动机性能分析、控制规律和控制策略研究提供可靠的测试信号。通过2种类型离子探针的对比分析和探针长度、偏置压力的研究,设计了一种单针短探针型离子传感器,其离子电流信号波形与压力传感器信号相似,离子电流衰减速度可测,耐高温,可靠性高,成本低。为研究离子电流与压力的定量关系奠定了基础。

电涡流传感器探头线圈的参数化设计与制造

探头线圈是电涡流传感器的最核心的部件,其设计参数对电涡流传感器的性能有直接影响。建立电涡流传感器探头线圈的等效模型,根据理论推导和ANSYS参数化建模仿真,分析探头线圈的设计参数对电涡流传感器线性度、灵敏度和测量范围的影响。根据所确定的设计参数,利用印刷电路板制造工艺,制作PCB板探头线圈,并测试了基于PCB板探头线圈的电涡流传感器的静态和动态性能。结果表明,PCB板探头线圈制造工艺成熟稳定,一致性很高,质量容易保证,基于PCB板探头线圈的电涡流传感器可以满足实际应用的需要。

窑内电阻式木材湿度传感器的原理研究

本文讨论了电阻式湿度传感器测水分的原理,并用稳态电流电荷分析法分析了探头的设置。在研究木材电性质和测量原理的基础上,我们研制了一种新型木材湿度测定仪,并对其测试结果进行了分析。

新型位移电涡流传感器设计

电涡流传感器具有对介质不敏感、非接触、全方位智能测量等特点,广泛应用于对金属的距离检测中。为提高普通电涡流传感器的灵敏度和增大检测距离,设计了一种新型非接触宽线性范围的位移电涡流传感器。实验结果表明,当电涡流传感器的探头直径为50 mm时,测量位移在2～29.5 mm之间线性度较好,在0～2 mm和29.5～35 mm中存在一定的非线性。

实现温漂补偿的调频式电涡流传感器探头设计

从传感器探头材料的选择、线圈的大小及工作频率等方面综合考虑,设计了一种具有双线圈探头的调频式电涡流传感器,它能较好地抑制温度漂移,提高系统的温度稳定性.

用于电机位置检测的电涡流传感器电磁场仿真分析

在电机控制系统中,转子位置信号是调节电机运转情况的重要参数。电机需要应用在高温、油污等环境中,这就要求在该环境中仍能得到准确的位置信号。电涡流传感器以其结构简单、成本较低、耐高温耐油污、可靠性高等优点而应用于电机位置检测系统中。电机位置检测系统对精度及灵敏度有较高要求,需要对电涡流传感器进行分析与优化设计。文中提出一种新型同轴三线圈电涡流传感器,利用电磁场相关理论对电涡流传感器进行分析,并应用有限元分析法,利用ANSYS软件,使用GUI操作与APDL语言相结合的方法建立新型电涡流传感器在电机位置检测中的三维参数化模型,并进行仿真求解后处理,得到分析所需要的数据,为进一步设计一个适用于电机控制系统的电涡流传感器提供依据。

北京谱仪附近空间电磁噪声测量和抑制工作

当北京正负电子对撞机 (BEPC)提供的 e+ / e-束流通过北京谱仪 (BES)时 ,在对撞区附近会产生一个空间电磁信号。采用单点测量和矩阵测量等方法 ,对其进行时域和频域测量及分析 ,为寻找BES附近的干扰噪声源 ,提供了非常有益的数据。确认了静电分离器的屏蔽改进效果 ,并且找到了 BES附近另一个干扰噪声源 -束流管道上安装 DCCT(直流电流传感器 )位置附近的陶瓷结构的不连续性而泄漏的电磁波。对其采取了屏蔽、接地等一系列电磁兼容措施 ,极大地净化了 BES附近的空间电磁环境 ,提高了 BES对 BEPC束流的利用率 ,改善了

一种测量漏电流双磁芯磁通门探头研究

主要研究一种基于磁通门测量原理的漏电流电流传感器的工作原理。该电流传感器检测探头由两个完全相同的磁芯组成,其中一个利用磁通门原理测量直流信号,另一个利用电流互感器原理测量交流信号。对基于电流传感器探头的磁芯特性及参数进行了详细的研究与设计。

脉冲涡流不拆保温探头优化设计的数值模拟方法研究

通过比较分析国外脉冲涡流不拆保温探头的技术原理和设计范例,针对现有文献中探头的参数,进行上下梯度模拟,提出具有针对性的探头优化设计方法。通过理论计算和数值模拟,取灵敏度为优化指标,得到最优发射线圈的直径与高度数据;通过数值模拟和计算求解,得到发射线圈最优线径和最优匝数;通过数值模拟得到最优的接收线圈线径和匝数;通过实际测试和正交试验,得到实际应用化的发射线圈最佳线径和匝数,以及接收线圈的最佳线径和匝数。依据有限元模型,脉冲涡流不拆保温探头的参数在一定范围内都进行了优化。针对特有脉冲涡流系统的传感器探头,依据现有文献中参数进行理论计算和数值模拟提出的探头优化设计方法是可行的。

微型电流传感器AMR探头芯片研究与测试

随着电流传感器在航天器的大量应用,电流传感器的测量精度和尺寸成为了航天器研发的重点。传统的电流传感器主要分为电阻直接测量的分流器和霍尔电流传感器:电阻直接测量方式无法实现电隔离,电阻的失效会断开被检测电流回路,而且采样电阻的精度直接影响到测量的最终精度。而霍尔效应原理电流传感器虽然使用磁隔离测量方式,但体积较大。随着电流传感器的应用场合越来越多,直接影响到了航天器单机设备的体积和质量。在整个传感器设计中,探头芯片的性能决定了传感器的性能。文中基于AMR探头芯片,提出了Barber电极的设计方案,并制作AMR惠斯登桥式电路,采用梯度测量方式提高探头抗干扰能力。通过对AMR探头芯片进行测试,并对结果进行记录和分析。测试结果表明,文中设计的探头芯片的线性度绝对值优于1%,满足航天器微型电流传感器对探头芯片的性能需求。

基于金属氧化物避雷器阻性电流的带电测试新方法

针对传统带电测试方法在系统安全性和可靠性上存在的诸多问题,从现场安全性、数据准确性和工作效率等方面分析,提出了一种新的金属氧化物避雷器阻性电流带电测试方法(容性设备参照法),并将容性设备参照法和二次电压参照法进行现场测试数据比较,验证了该方法的有效性。

电涡流传感器探头输出阻抗的改进变压器模型

针对电涡流传感器的探头线圈与被测材料间电磁耦合的输出阻抗的定量计算问题,在DARKO V提出的变压器模型的基础上,通过将探头线圈与被测材料中涡流分布区域全部进行轴向与径向的划分,提出了以单元涡流与单元线圈为基础的改进变压器模型.通过求解包括所有单元涡流和单元线圈的电压方程组,得到探头线圈的输出阻抗.通过将改进前后变压器模型的计算结果与实测输出阻抗值相比较,验证了改进变压器模型的有效性.结果表明,改进变压器模型的计算值与实际吻合度高,能够定量分析参数变化对线圈输出阻抗的影响,对于电涡流传感器的设计与应用,具有一定的参考价值.

高分辨率TMR传感器阵列磁场成像涡流检测探头

提出了一种基于高分辨率隧道效应磁阻(TMR)传感器阵列和双排圆形三相激励线圈磁场成像的新型涡流检测探头。由相位相差120°的三相电流激励的线圈在空间上交替排列,因此对应感应涡流在导电样品中交替变化,从而宏观上产生在空间移动的涡流和磁场。TMR阵列可对磁场成像检测出样品中存在的缺陷。TMR传感器阵列含64个传感器,测得的磁场图像具有0.5 mm的空间分辨率。基于压缩磁矢势方程,建立三维有限元仿真模型来研究该阵列探头的工作原理,并仿真预测该探头对不同方向和尺寸缺陷的检测图像;还制作了一个探头样机,用来检测含有人工缺陷的铝样品。结果表明该探头能有效检出不同方向的缺陷和尺寸为1 mm×0.2 mm×1 mm深的微小缺陷。

本特利3500监测系统在空分机组中的应用

结合本特利3500系统在60万吨甲醇项目空分机组上的应用,介绍了本特利3500监测系统的硬件及软件,传感器系统探头的安装方法。