一、三维磁场测量特斯拉计的研制（论文文献综述）
元国钊[1]（2021）在《微小磁钢选配策略及自动选配设备结构设计》文中研究说明磁钢是指一类由高硬度永磁合金制成的磁体元件,而尺寸在微米～毫米级的微小磁钢是很多精密仪器和高性能电机的重要组件,其常见的应用方式是由两个或两个以上的微小磁钢组成磁钢组固定在仪器中,使磁钢间的气隙处形成均匀磁场,磁钢的磁性能往往对精密仪器的使用性能至关重要。实际生产中需对充磁后的磁钢进行筛选和配对工作（简称选配）,选配出气隙磁感应强度满足使用要求的磁钢组。现在磁钢选配工作依然是手工完成,为提高磁钢选配效率,保证测量重复性,降低磁钢废品率,因此亟需研究一种自动化的解决方案,满足生产需要。本文针对某型悬丝摆式加速度计的微小磁钢选配问题,通过分析磁钢特征与技术要求,同时结合仿真研究与智能匹配算法,提出了微小磁钢选配策略,针对磁钢组件的特点设计了磁钢多面限位夹钳等机械结构,并在此基础上研制了一台自动化的微小磁钢选配设备。首先,对微小磁钢选配策略的进行研究。通过静磁场理论和有限元仿真,探明了磁钢组件和气隙磁感应强度分布规律。根据仿真结论与二分图匹配的K-M算法,设计了磁钢选配算法,并进行数值实验证明了其稳定性与效率。以选配算法为核心设计了磁钢选配策略:先采集磁钢组件的信息,然后输入选配算法并得出磁钢配对结果,最后据此结果进行磁钢装配与气隙磁感应强度的测量验证。其次,对微小磁钢自动选配设备进行结构设计。基于本文提出的选配策略与仿真研究,针对磁钢组件的特点设计了磁钢多面限位夹钳等机械结构,主要结构包括:磁钢安装模块、磁钢测量模块、磁钢配对模块、显微视觉模块及三维位移平台,并对磁钢夹钳结构进行了可靠性分析。设计了以工控机为主控核心的设备电气系统。还提出了一套微小磁钢定位策略:先通过视觉模块获取磁钢组件的空间坐标位置,实现粗定位,之后通过控制磁钢配对模块反馈的接触力和磁感应强度,可实现磁钢组件的精定位。最后,基于微小磁钢选配策略对选配设备进行了一系列测试与实验。进行了三维精密位移平台的重复定位精度检测、工业相机的像素尺寸标定以及微力传感器输出线性度检测,证明关键器件均满足使用要求。之后使用磁钢选配设备进行了微小磁钢测量与选配实验,结果表明:微小磁钢自动选配设备可以高效完成选配任务,磁钢测量的磁感应强度重复性标准差小于0.4 m T,选配出的磁钢组气隙磁感应强度平均值在525 m T左右,满足选配技术指标要求。
全先帅[2]（2021）在《微小磁钢自动配对的控制方法与软件设计》文中研究说明微小磁钢通常用作磁场源,配对后为部分微小精密器件提供恒定的气隙磁场,以导弹制导中惯性加速度计的微小磁钢对为例,它为加速度计力矩器提供气隙磁场,使其产生的电磁力与加速度惯性力相平衡,是加速度计的核心元件。为获得满足技术要求的气隙磁场,使用前需对磁钢进行筛选配对,如配对不理想将导致气隙磁场强度畸变,影响加速度计性能。目前,实际生产中微小磁钢的配对工作主要由工人配合精密夹具和磁强计操作完成,存在磁场测量不准、测量一致性差、配对效率较低等问题,为提高配对可靠性与配对效率,需发展自动化精密配对方法。磁场测量对磁钢筛选与气隙磁场校核影响显着,如测量不准将影响配对可靠性。根据磁钢表磁分布特性仿真曲线,设计了表磁测量“非线性逼近”方案;根据气隙尺寸与装配空间狭小的特点,通过将磁强计测头集成在微小夹钳上,设计了“气隙磁场测量与装配同步”执行方案。合理的控制方法可以提高系统的运动精度与稳定性,采用显微视觉/微力/磁混合伺服控制方法,通过“先看后动”与“先粗后精”的运动策略,实现运动控制。显微视觉用于引导磁强计测头与微夹钳的粗定位运动;微力反馈将微夹钳与磁钢的接触力反馈给上位机,用于控制接触过程,实现夹持与装配过程的精确定位运动;磁反馈用于表磁测量中测头逼近磁钢表面的精确定位运动过程。给精确定位运动加入PID控制,通过Simulink对控制参数整定,实现了系统的控制目标。系统控制软件采用分层思想设计了组合软件架构,将软件分为表示层、业务逻辑层与数据访问层。采用MVC实现三层架构的表示层,使界面展示逻辑与用户交互逻辑代码分离,降低软件耦合度;业务逻辑层负责处理表示层接收的用户指令;数据访问层封装了所有对数据的操作方法,并向上提供调用接口。通过分层软件架构使软件结构清晰,便于更新维护。最后分析了系统误差来源,通过建立误差补偿模型与标定误差参数补偿了系统误差。经检测,系统的重复定位精度优于±2μm,视觉重复测量精度优于±5μm。磁场测量一致性实验表明,S、N磁钢表磁测量均方差小于0.35 m T。自动配对实验表明,自动配对所测量的表磁强度与气隙磁场强度均高于手工配对测量值,自动配对更有利于提高配对可靠性。
童金[3]（2021）在《衍射极限环注入切割磁铁技术研究》文中认为随着现代加速器技术的深入发展,更高亮度和品质的同步辐射光成为用户进行科学实验的新追求。作为下一代光源发展的重要方向,衍射极限储存环（Diffraction-Limited Storage Ring,DLSR）光源的标识特征就是其储存环束流发射度低至辐射光的衍射极限,具有非常好的横向相干性,亮度也比第三代光源提高约两个量级,为生命科学、材料能源及医药化学等领域带来全新发展机遇。衍射极限储存环光源在lattice设计中通常采用多弯铁消色散（Multi-Bend Achromat,MBA）磁聚焦结构并增强四极磁铁,从而增加同步辐射阻尼,达到降低束流发射度的目的。另一方面,强聚焦导致束流色品需要补偿,而为补偿色品而增强的六极铁会引入强大的非线性,进而导致储存环光源的动力学孔径（Dynamic Aperture,DA）通常只有2至5 mm,比第三代同步辐射光源小约一个数量级。动力学孔径指标的大幅下滑导致很多在第三代光源已经成熟的技术无法继续沿用。在第三代同步辐射光源中,采用局部脉冲凸轨方式可以实现束流注入;但在小DA的DLSR中,采用在轴注入方式（分为在轴替换式注入和在轴纵向注入）或脉冲多极铁离轴注入等方式来实现束流注入。研究利用快冲击器（如strip-line kicker）搭配薄切割磁铁在轴注入的方式解决DLSR中传统局部脉冲凸轨方式束流无法注入的难题,重点聚焦薄切割磁铁的研制。文章先对切割磁铁相关参数和涡流屏蔽相关理论进行计算分析,进而对切割板小于1 mm的涡流板型切割磁铁开展有限元仿真分析,利用磁场分析软件Opera 2D Transient Analysis（TR）模块/3D ELEKTRA（TR）模块对薄切割磁铁主漏场及涡流场随时间演变等过程进行动态分析,重点关注在不同切割厚度下、不同励磁波形下以及不同切割板材料厚度配比下漏场指标的变化,从而得到薄切割磁铁切割板的厚度与材料最佳配比,以及包含励磁波形的综合最优解;同时也对磁铁温度分布进行了简要的仿真分析。薄切割磁铁的结构与工艺设计方面,重点关注了薄切割板结构和工艺的优化,特别是薄切割板的加工工艺以及与高磁导率屏蔽材料的贴合等。另外,也对一体胎具成型无氧铜线圈、无取向硅钢磁芯的冲压制片等工艺环节进行讨论分析。完成切割磁铁的总装集成后,搭建了包括点线圈、长线圈、半正弦波底宽脉冲励磁电源以及三维电动平台组成的动态磁场测量系统进行厚薄两块切割磁铁的磁场测量工作。为了更精确的对切割磁铁主漏场磁感应强度积分值进行测量,对测试用点线圈及长线圈所感应的电压值进行积分降噪处理,以提升该磁测系统对微弱漏场的探测能力;全面测试完成了切割磁铁主场间隙均匀性、端部场磁通密度分布以及涡流场随时间和距离的衰变特性,并与数值分析计算结果进行对比分析。三维动态计算和磁场相关参数实测均表明,该厚薄两块切割磁铁在主场均匀性、沿束流方向主场积分值以及切割板外3 mm处主漏场比值（优于0.1%）均能满足衍射极限储存环光源相应物理指标。最后,在设计、研制与测试完成的基础上进行了总结并提出了一系列优化措施。本课题的研究为未来先进光源储存环注入设计奠定了一定基础。
程艳红[4]（2020）在《基于高速密封的磁性液体传热特性的理论及实验研究》文中进行了进一步梳理为增强综合国力竞争和维护国防安全,军工、航空航天等高端领域不断发展,出现越来越多需要高线速度密封的应用场合。磁性液体密封因具有零泄漏、长寿命和高可靠性而显示出越来越独特的应用优势,不仅能满足高端密封领域的苛刻密封要求,还能保障设备和武器的良好工作性能。然而,磁性液体高速（线速度>20m/s）密封在国内始终未能取得突破。影响磁性液体高速密封性能的两个主要因素是离心力和温升问题,而温升又是直接导致磁性液体高速密封失效的关键原因。因此,为拓宽磁性液体密封应用,解决磁性液体高速密封的传热问题,本文基于高速密封工况对通道内磁性液体的传热特性相关问题进行了理论和实验研究。主要工作体现如下:（1）推导磁性液体高速密封的粘性阻力矩及摩擦耗散公式,通过实验研究磁性液体流变特性对粘性阻力矩的影响,再将高速密封工况特点下的磁性液体粘-温特性代入到摩擦耗散公式中进行修正。（2）通过对制备得到的水基、机油基、酯基和氟醚油基四种磁性液体的基本性能表征选择了适用于高速密封工况的磁性液体。并选择了合适的磁性液体热物性参数计算模型,如粘度采用Brinkman模型,导热系数采用Maxwell经典模型,计算得到了四种磁性液体的热物性参数。（3）通过简化磁性液体高速密封间隙内的温度场计算模型,推导得到了密封间隙内磁性液体最大温度计算公式,并对其进行修正。经验证,利用修正公式计算得到了线速度在22.6m/s～50.3m/s时无冷却条件下密封间隙内酯基磁性液体的最大温度,说明了高线速度下温升问题突出。这种温度计算方法虽然简化和忽略了一些条件,与实际值存在偏差,但适用于工程应用中快速便捷地估算密封中的温度,且在一定误差内准确有效。（4）基于磁性液体高速密封常规冷却结构,对高速密封工况特征下的磁性液体传热特性研究模型进行合理地假设和简化。自主设计并搭建非均匀永磁场下水平通道内磁性液体对流传热特性研究实验台。实验台测试段的主体结构与磁性液体高速密封结构基本相同,采用的材料完全一致,以尽量保证物理模型的真实性;加热段采用直流电源对电阻丝进行加热,保持加热功率恒定,作为外热源施加到测试通道下方;冷却系统主要采用低温冷却循环机,为极靴提供稳定且恒定温度的冷却液;采用K型热电偶对温度进行测量,再通过温度巡检仪和数据采集电脑进行测量结果的显示和记录。然后对实验数据进行无量纲处理从而得到非均匀磁场下水平通道内磁性液体的瑞利数Ra、磁瑞利数Ram、努塞尔数Nu等无量纲参数。通过对测量误差和计算误差的分析得到了实验不确定性,其中瑞利数、磁瑞利数、努塞尔数和热流密度的不确定度分别为2.46%、1.41%、4.51%和7.51%。以水基磁性液体作为对比工质,测量得到了自然对流传热下的努塞尔数,验证了实验数据的有效性和可靠性。（5）实验测量了磁场、冷却温度、加热功率、间隙大小等因素对磁性液体对流传热行为的影响。结果显示,非均匀永磁场作用下磁性液体的对流传热性能相比没有磁场时明显增强了,增大磁场强度可以提高磁性液体的自然对流传热性能。降低通道上壁面的冷却温度可以显着提高传热效率和传热速率,起到降低磁性液体温度和通道下壁面温度以及增大温差的作用。但持续降低通道上壁面的冷却温度并不能一直提高传热,对于恒定的加热功率存在达到最大热平衡态的冷却温度极限值。增大加热功率会增加磁性液体温度和通道下壁面温度,但同时会增大上下壁面温差而引起对流传热的不稳定性增强。在相同加热功率和冷却温度下,增大间隙尺寸会增加磁性液体和通道下壁面温度,降低传热效率;减小间隙尺寸会降低磁性液体和通道下壁面温度,增加传热效率。此外,对不同种类的磁性液体进行了自然对流传热性能的测试,结果对比了相同工况下不同磁性液体的传热效率和传热性能。并基于自然对流准则方程式对实验数据进行拟合,得到了水基、机油基、酯基和氟醚油基四种磁性液体在特定范围内的自然对流无量纲关联式,为预测磁性液体的自然对流传热性能提供了理论支撑。最后,通过对测试通道中磁场和温度分布的测量,探讨了磁性液体在非均匀磁场和温度梯度下自然对流传热机理。通过分析认为磁场梯度和温度梯度产生的开尔文力和浮力使得磁性液体在水平通道内产生流动辊,导致了热边界层的扰动和颗粒的迁移,从而增强了磁性液体的自然对流传热。本文研究成果主要填补了国内现有磁性液体高速密封传热相关问题在某些方面的研究欠缺,一定程度上为解决磁性液体高速密封的温升问题提供了理论和实验参考,有望为解决磁性液体高速密封难题带来希望,在未来高速密封领域中的应用存在巨大潜力。图71幅,表18个,参考文献159篇
曾绪财[5]（2020）在《基于三维磁传感器的小口径管道漏磁检测技术研究》文中研究说明城市输气管道是城市工业生产及社会生活的能源运输工具,与城市安全息息相关。一旦城市输气管道泄漏引发爆炸,将对城市工业生产、社会生活和生命财产造成重大影响。为预防城市输气管道运输事故的发生,开展管道缺陷检测,对保障城市经济和社会稳定具有重要意义。城市输气管道检测以检测埋地管道为主,一般采用管道漏磁内检测方法,利用流体驱动检测装置进行检测作业。目前,管道漏磁内检测广泛应用于大口径长输油气管道检测,但在城市输气管道小口径管道内检测中由于检测装置重量重、结构大和管道管径小等问题,检测较为困难。为实现小口径管道漏磁内检测,本文采用基于三维磁传感器的管道漏磁内检测方法,来解决小口径管道管径小、检测装置重量重和结构大等问题。本课题研究的主要工作简述如下:首先,设计并实现小口径管道漏磁检测系统。根据小口径管道的实际需求,在分析需求基础上进行总体方案设计。小口径管道漏磁检测系统包含硬件部分和软件部分,在硬件部分,为了克服小口径管道漏磁内检测困难,采用三维磁传感器检测漏磁场,并给出轮式桥型无钢刷结构,使检测装置重量轻和结构简单;在软件部分,为满足小口径管道漏磁内检测功能,开发了三维磁传感器检测程序和小口径管道漏磁检测系统软件。其次,采用自适应总体集合经验模态分解（Complete Ensemble Empirical Mode Complete Ensemble Empirical Mode,CEEMDAN）方法分析小口径管道漏磁检测信号,实现对信号干扰的去除。引入的CEEMDAN方法将漏磁检测信号按照从高频到低频方式分解,得到干扰信号和有用信号,再将相关系数法和能量值法相结合,筛选出有用信号,通过对有用信号重构,实现漏磁干扰信号的去除。最后,实现小口径管道漏磁检测缺陷轮廓成像。采用仿真分析,建立小口径管道仿真模型,提取漏磁检测信号,对三维漏磁信号特征进行了详细分析。基于三维漏磁检测数据,绘制了三维漏磁信号图,从中获得缺陷轮廓成像特征信息,再采用数据分段识别方法对每一路漏磁信号进行数据分段识别,拾取出缺陷轮廓区域,结合阈值分割方法,完成小口径管道漏磁典型缺陷、不规则形态缺陷和裂纹槽缺陷轮廓成像。实验结果表明,本文给出的小口径管道漏磁缺陷轮廓成像方法能够对缺陷定性和量化分析。
李振华,李秋惠,李春燕,陶渊,李振兴,李红斌[6]（2019）在《脉冲强磁场测量技术研究》文中认为目前,如何准确测量磁场是强磁场研究的难点。文中概述了目前脉冲强磁场测量的几种方法,对各种方法的原理和特点进行了对比分析,并对各种方法存在的问题进行了阐述。最后针对存在的问题,展望了今后脉冲强磁场测量技术的发展方向。
李彦峰[7]（2019）在《交变/旋转磁场下焊接缺陷磁光成像特征与识别方法研究》文中研究指明焊接作为先进工业制造的关键技术已广泛应用于各个工业领域,在连续焊接过程中,由于焊接功率、焊接速度、焊件表面状况等因素的影响,焊接过程有时会不稳定,从而产生焊接缺陷,直接影响焊接质量。这些缺陷将导致严重的安全事故,因此,有必要对焊接处进行有效的无损检测,以保证焊接质量,其中焊接裂纹和未熔合的检测是最重要的。无损检测（Non-destructive Testing,NDT）作为一项重要的检测技术,在焊接缺陷检测过程中起着关键作用,将超声检测、射线检测、漏磁和涡流检测等无损检测方法与机器视觉技术相结合来检测焊接缺陷是未来发展趋势,然而,每种无损检测方法都有其各自优势及一定的局限性。本文研究一种基于法拉第旋转效应的磁光成像焊接缺陷检测方法,与传统的无损检测方法相比,磁光成像技术无需复杂的信号处理即可实现焊接缺陷的可视化。该技术具有较高的灵敏度,可用于表面和亚表面缺陷的检测。本课题研究直流磁场激励下焊接缺陷的磁光成像规律,通过建立焊接缺陷有限元仿真模型,分析不同提离值和不同励磁电压下焊接缺陷的漏磁场分布,探索提高焊接缺陷检测精度的方法。建立直流磁场激励下焊接缺陷磁光成像检测系统,根据有限元模拟结果和磁光成像试验,获得焊接缺陷检测的最佳参数。针对直流磁场激励下焊接缺陷磁光图像易饱和的问题,研究交变磁场激励下焊接裂纹的磁光成像规律。采用磁光传感器检测焊缝表面和亚表面裂纹,并根据法拉第磁光效应分析磁光图像特征与磁场强度之间的关系。用磁偶极子模型研究焊接裂纹的磁场分布,通过建立焊接裂纹有限元分析模型,分析漏磁信号与裂纹宽度之间的关系,为焊缝表面和亚表面裂纹的识别提供依据。对交变磁场激励下的焊接裂纹进行磁光成像无损检测试验,通过分析焊缝裂纹磁光图像的灰度值,获得焊缝裂纹之间的差异。所建有限元模型和磁光成像试验能有效地描述不同焊接缺陷对漏磁信号和图像灰度值分布影响,有助于提高焊接缺陷评估质量。磁光成像可用于交变磁场激励下的焊接缺陷检测,然而,在交变磁场中,与其它方向的缺陷相比,磁光传感器对垂直于激发方向的缺陷更为敏感,因此,研究一种基于旋转磁场激励的多方向磁光成像无损检测系统用于检测焊接缺陷。建立十字焊接裂纹有限元分析模型,研究不同瞬态时间下焊接缺陷旋转磁场的分布规律,通过十字焊接裂纹的磁光成像试验,验证有限元模型的正确性。在交变/旋转磁场激励下对表面裂纹、亚表面裂纹和未熔合焊接缺陷进行磁光成像无损检测试验,利用融合图像技术提取磁光图像的缺陷信息。比较交变磁场激励和旋转磁场激励下焊缝缺陷的磁光成像效果,通过分析图像灰度值的最大差值,来确定两个磁场之间的效果差异。为了研究在旋转磁场激励下焊接缺陷的检测和分类,采用旋转磁场激励的磁光成像无损检测系统,对任意角度不可见焊接缺陷进行特征提取和检测分类。旋转磁场的磁场方向随时间周期性变化,焊接缺陷漏磁场的大小和方向也呈周期性变化,在旋转磁场激励下对表面裂纹、亚表面裂纹和未熔合焊接缺陷进行了磁光成像无损检测试验。采用灰度共生矩阵方法提取焊接缺陷磁光图像的纹理特征,图像纹理特征能够反映缺陷的漏磁场特征,采用磁光图像的纹理特征作为基于支持向量机建立的缺陷分类模型的输入数据。通过焊接缺陷检测试验对该模型进行评价,结果表明该模型能够有效、准确地对任意角度不可见焊缝缺陷进行识别与分类。针对任意角度焊接缺陷难以检测的问题,研究在不同磁场激励下焊接缺陷磁光成像无损检测系统,重点分析由U形磁轭产生的交变磁场和平面交叉磁轭产生的旋转磁场激励焊件的机理。比较交变/旋转磁场激励下不同焊接缺陷的磁光成像效果,采用主成分分析法提取融合图像列像素灰度特征和通过灰度共生矩阵提取磁光图像纹理特征,建立基于反向传播神经网络（Backpropagation,BP）的缺陷分类模型。
张军英[8]（2019）在《新型光纤磁场传感技术研究》文中指出在油气田勘探测井和生产测井行业中,一般采用磁定位测井来获得准确的磁定位曲线,以此作为测井项目中校准深度的基础资料,对于快速准确定位套管结构、测井设备的位置和检测油套管中的损伤等都具有重要意义。光纤传感器具有尺寸小、灵敏度高、耐腐蚀、易复用、多物理量测量、可工作在井中的恶劣环境和对测量对象无影响等优势,在测井行业中受到极大关注。本论文主要工作是基于微米锥形光纤和包层型光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating,FBG）的传感机理的研究,提出并制作了多种具有磁场方向相关性的光纤磁场传感器,并对这些传感器进行了理论分析和实验研究。论文的主要内容如下:1.综述了光纤磁场传感器分类和研究现状,研究了微米锥形光纤和包层型光纤布拉格光栅的模式耦合特性,Mach-Zehnder干涉型和包层型光纤布拉格光栅的磁场传感器的传感机理,对比分析了几种常见的微米锥形光纤的制作方法。2.提出了一种基于圆柱光学微谐振腔的回音壁模式（Whispering Gallery Mode,WGM）型磁场传感器,并对传感器进行了理论分析和实验研究。实验结果表明,在40-140 Oe磁场强度范围内,该传感器的磁场灵敏度为-0.04 dB/Oe。3.研制了两种Mach-Zehnder干涉型光纤磁场传感器。（1）提出了一种基于微米锥形细芯光纤结合磁流体的磁场传感器,对传感器进行了理论分析和实验研究。利用锥形细芯光纤的纤芯基模和包层模形成干涉,由外界磁场强度改变引起干涉光谱规律性变化的机理,实现了对磁场强度高灵敏测量。实验结果表明,在40-160 Oe磁场强度范围内,该传感器的磁场灵敏度为-0.10 dB/Oe。（2）在锥形少模光纤的锥区利用飞秒激光进行折射率调制形成非圆对称结构,研制了一种具有磁场方向相关性的磁场传感器,给出了一种激发两模光纤中LP11模的方法。LP11模的有效折射率对外界环境折射率变化较敏感,使该传感器的干涉谱对外界磁场响应明显。实验结果表明,在40-120 Oe磁场强度范围内,该传感器的磁场灵敏度可达0.11 dB/Oe,并呈现了显着的磁场方向相关性。传感器的温度响应测试结果表明温度变化对磁场测量引入的误差较小,可以忽略。4.利用飞秒激光器和相位掩模板技术,在多包层光纤（Multi-Clad Fiber,MCLF）的纤芯和包层上同时刻写光纤布拉格光栅,充分激发纤芯基模和包层模,提高耦合效率及稳定性,并与磁性材料有效结合,研制了两种高灵敏的光纤磁场传感器。（1）利用高阶包层模式对折射率变化的敏感特性,结合磁流体实现磁场强度大小和方向相关性测量。实验结果表明,该结构传感器在60-110 Oe磁场范围内,磁场灵敏度高达-0.14dB/Oe;传感器温度灵敏度为12 pm/oC。该结构是一种磁场和温度同时测量的传感器。（2）利用低阶包层模对弯曲的敏感特性,结合PW-080线性磁敏感材料制作的磁场传感器,实现了对磁场强度高灵敏测量,但具体数值需要进一步分析,同时该传感器呈现了显着的磁场方向相关性。本论文的光纤磁场传感器都是基于能量解调的方式,相比于波长解调的传感器提高了传感的稳定性。同时,具有结构紧凑、灵敏度较高、易复用、有方向相关性等优点,对石油测井行业磁场传感检测仪器的研制提供了基础。
王晓飞[9]（2019）在《基于原子磁力计的磁共振样品微弱磁场测量》文中认为随着激光光谱学和量子光学研究的发展,原子与激光相互作用的一系列非线性光学现象被重新认识,利用这些新的物理现象实现的原子磁力计可对磁场进行高精度、高灵敏度的测量。随着原子磁力计发展到飞特斯拉水平,作为一种可与超导量子干涉仪（Superconducting quantum interference device,SQUID）相媲美的超灵敏磁场探测器,原子磁力计已经应用到微弱磁场测量的研究中,并且扮演了一个非常重要的角色。原子磁力计基于极化原子自旋的相干进动来探测磁场,在医学、核磁共振、爆炸物探测和基础物理研究等领域得到了广泛的应用。核磁共振（Nuclear magnetic resonance,NMR）波谱能无损地探测分子的结构和动力学等信息,目前已经广泛应用于物理、化学和生物医学研究中。传统的磁共振谱仪用射频感应线圈来获得原子核的磁共振信号,实验通常在高磁场中进行,为了获得高灵敏和高分辨的磁共振谱,磁共振谱仪通常向更高磁场方向发展。然而,为实现高磁场,传统核磁共振需要大的、不可移动的、昂贵的超导磁体,这一定程度上限制了这项技术的使用。磁共振技术已经在高场区域进行了大量的研究,可以使用原子磁力计替代传统射频感应线圈,将磁共振扩展到零场-低场领域。本论文提出了原子磁力计的设计实现方案,并对其中的关键技术和核心部件的设计方法进行了深入研究。对零场-低场谱仪设计实现以及工作原理进行了详细的描述。本文详细介绍了非偶合型磁共振样品的低场磁共振信号的获取方法,实验上对低场磁共振进行了深入的研究,并实现了基于低场磁共振的稳恒磁场测量。本论文主要开展了以下研究工作:（1）设计实现了原子磁力计装置,并对其进行功能测试。研究过程中实现了基于铷原子的非线性磁光旋转（Nonlinear magneto-optical rotation,NMOR）磁力计和无自旋交换弛豫（Spin exchange relaxation free,SERF）磁力计。针对NMOR磁力计的研究主要是为了解决材料甄别的问题,以便为仪器搭建的选取材料。高灵敏的SERF磁力计是零场-低场谱仪的核心部件,其需要工作在“高温低场”的环境,针对“高温”设计制作了高性能的无磁加热系统,可实现加热精准控制（≤0.1℃）并经过高温221℃测试;针对“低场”设计制作了高性能的磁场屏蔽-补偿系统,包括磁屏蔽和磁场补偿线圈,其中磁屏蔽MS-S的磁噪声为17.3 fT/Hz1/2,磁屏蔽MS-L的磁噪声为6.7 fT/Hz1/2,掌握了原子磁力计的磁屏蔽设计的关键技术。通过对原子磁力计功能测试,获得了线宽为4.9 nT的特征信号,磁力计磁场灵敏度达到了 33 fT/Hz1/2。根据测试结果进行了噪声分析,以便评估仪器的性能。（2）设计实现了零场-低场谱仪,并对其进行功能测试。原子磁力计和进样装置联调应用,实现了零场-低场谱仪的研制。具体来讲,使用SERF磁力计作磁场探头,为了扩展磁力计的应用范围,设计制作了多种进样装置,包括制作的侧位进样装置和流动进样装置,具有定向传送功能的定位进样装置,以及检测样品所产生磁化矢量的旋转进样装置。使用这些进样装置将样品送入磁屏蔽内的探测区域,进行探测。可实现样品的磁性鉴别、低场磁共振研究、原位稳恒磁场测量、磁共振样品的弛豫性能研究等,来获取一些样品的物理、化学性质。（3）利用零场-低场谱仪,实现了磁共振样品的低场磁共振研究。在保证磁屏蔽性能的情况下,对磁屏蔽进行了特殊的开孔设计,以便将零场-低场谱仪应用于低场磁共振研究。独特的开孔结合螺线管线圈提供的进动磁场,使用侧位进样装置把磁共振样品送入磁敏感区域,从而实现样品微弱磁场探测。实验上实现了单次采样的质子和氟核的磁共振时域信号测量,时域信号的细节图接近震荡衰减信号。在施加～μT的进动磁场情况下,原子磁力计依然可以探测到磁共振的时域信号。测量不同进动磁场下,富含质子的样品的磁共振信号,根据进动磁场与拉莫尔进动频率成正比关系,确认此信号为SERF磁力计获取的磁共振时域信号。实验证明了利用螺线管提供进动磁场的优越性,而螺线管的应用得益于磁屏蔽的开孔设计,这也证明了磁屏蔽MS-S设计的合理性,从而间接印证磁屏蔽MS-L设计的有效性。鉴于质子和氟核的低场磁共振实验,还测量了丙酮与六氟苯混合溶液作为磁共振样品中的质子和氟核的磁共振时域信号。（4）稳恒磁场的测量,可以应用在检测地球磁场的长期变化,探测古岩石磁性,也可作为材料磁性甄别专利的扩展即进行材料的磁性定量测量。基于低场磁共振,开展了稳恒磁场测量的研究,通过测量核自旋进动频率来获得稳恒磁场强度。具体来讲,使用原子磁力计探头探测核自旋旋进产生的变化磁场,使用样品管内的样品“感知”稳恒磁场,通过这种间接方法可以用核自旋来测量静磁场,从而实现稳恒磁场测量。螺线管内部产生的磁场具有均匀性以及外部漏磁小的特点,使用螺线管提供进动磁场,对样品分别施加正向进动磁场和反向进动磁场分别获得磁共振信息。根据矢量场的叠加原理,内部剩余磁场与螺线管产生的磁场在样品所在位置叠加,获得叠加磁场的磁共振信息,实现稳恒剩余磁场测量。使用这种方法测量了磁屏蔽内轴向剩余磁场的大小约为235 pT,方向为泵浦光传播方向。通过探测质子和氟核的核磁共振信号,实现了一种核自旋共磁力计,这也可以用于稳恒弱磁场测量。本论文还讨论了用小型化的原子磁力计传感器（MAMS）进行稳恒磁场测量的可能性。本文实现了基于铷（Rb）原子的SERF磁力计,其探测灵敏度为33 fT/Hz1/2,实现的SERF磁力计已经用于了磁共振样品的微弱磁场测量。原子磁力计与进样装置结合,完成了质子和氟核的磁共振信号测量,并且基于低场磁共振进行了稳恒磁场测量。从而实现了零场-低场谱仪功能,为磁共振波谱的研究提供了新的平台,将磁共振研究从传统的高场扩充至低场甚至于零场范围。同时,本文实现的仪器也可为核磁共振陀螺仪以及无磁屏蔽的原子磁力计提供了研究平台,其中核磁共振陀螺仪可用于精密定位和导航,无磁屏蔽的原子磁力计可用于磁异常测量。
陈杭武[10]（2019）在《电磁流量计磁场测量研究与磁场重构的实现》文中进行了进一步梳理电磁流量计是重要的工业计量器具,依靠导电介质流过磁场产生的电信号进行测量。因此,工作磁场的稳定性、可靠性直接影响其输出性能。磁场的测量是保证产品设计、试验、检验的重要手段。然而,目前普遍使用的高斯计、磁强计等磁场测量设备都是进行磁场的单点、静态测量,难以反应磁场的变化、分布等情况。而电磁流量计工作磁场大多为交变磁场,且其空间分布是影响其测量精度的重要因素。因此,现有的磁场测量设备难以满足电磁流量计磁场的测量需求。本文根据上述问题开发基于虚拟仪器技术的磁场测量系统,利用霍尔芯片结合NI数据采集系统的方法对磁场参数进行测量,对磁场的大小、频率等情况进行实时监测。同时,结合测量点坐标,对磁场数据进行可视化处理,使磁场分布情况更直观。为了提高测量数据的可靠性,本文对霍尔效应进行了深入地理论分析,找出霍尔电压产生非线性误差的原因,通过实际测量数据,对输出信号进行拟合。通过Lab VIEW软件平台对实时数据进行修正。同时为了提高测量效率,开发了多点同步测量霍尔探头,实现磁场分布的快速测量。通过理论分析、试验测试、软件算法编制、硬件平台搭建,建立了动态磁场测量的方法,以及磁场可视化的系统。实验结果表明,本文开发的测量系统可以有效监测电磁流量计工作磁场的变化,获取准确的实时数据,并以波形、空间分布图的形式显示。有效解决了现有磁场测量设备无法解决全面测量磁场信息的难题。
二、三维磁场测量特斯拉计的研制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、三维磁场测量特斯拉计的研制（论文提纲范文）
（1）微小磁钢选配策略及自动选配设备结构设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 微小磁钢选配的研究背景及意义 |
| 1.2 微小磁钢选配技术研究现状 |
| 1.2.1 微装配技术 |
| 1.2.2 磁场测量技术 |
| 1.2.3 组合优化算法 |
| 1.4 论文研究目的及主要研究内容 |
| 2 总体方案设计 |
| 2.1 微小磁钢选配任务分析 |
| 2.1.1 微小磁钢特征分析 |
| 2.1.2 微小磁钢选配要求 |
| 2.2 研究重点及研究流程 |
| 2.2.1 研究重点分析 |
| 2.2.2 磁钢选配问题研究流程 |
| 2.3 选配设备整体结构 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 微小磁钢选配策略研究 |
| 3.1 微小磁钢选配策略设计 |
| 3.2 磁钢组件仿真研究 |
| 3.2.1 静磁场理论基础 |
| 3.2.2 磁钢磁场分布仿真研究 |
| 3.2.3 磁钢磁力仿真研究 |
| 3.3 磁钢选配算法研究 |
| 3.3.1 二分图匹配算法概述 |
| 3.3.2 K-M算法原理 |
| 3.3.3 磁钢选配算法实现流程 |
| 3.3.4 磁钢选配算法数值仿真实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 微小磁钢选配设备结构设计 |
| 4.1 设备机械结构设计 |
| 4.1.1 磁钢安装模块 |
| 4.1.2 磁钢测量模块 |
| 4.1.3 磁钢配对模块 |
| 4.1.4 其他功能模块 |
| 4.2 设备电气系统设计 |
| 4.3 微小磁钢定位策略研究 |
| 4.4 微小磁钢选配设备搭建 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 微小磁钢选配设备调试及选配实验 |
| 5.1 硬件性能检测 |
| 5.1.1 三维精密位移平台检测 |
| 5.1.2 相机像素尺寸标定 |
| 5.1.3 力传感器标定 |
| 5.2 微小磁钢选配实验与结果分析 |
| 5.2.1 微小磁钢测量实验 |
| 5.2.2 微小磁钢选配实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（2）微小磁钢自动配对的控制方法与软件设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 显微视觉伺服控制研究现状 |
| 1.2.2 微力反馈控制研究现状 |
| 1.2.3 磁反馈控制研究现状 |
| 1.2.4 自动控制软件架构研究现状 |
| 1.3 研究目的与内容 |
| 2 磁场测量与配对控制方案设计 |
| 2.1 自动配对任务分析 |
| 2.1.1 零件结构及配对技术要求 |
| 2.1.2 配对过程需解决的问题 |
| 2.2 磁场测量方案设计 |
| 2.2.1 磁场测量原理分析 |
| 2.2.2 磁场分布仿真分析 |
| 2.2.3 磁场测量方案设计 |
| 2.3 自动配对控制方案设计 |
| 2.3.1 系统结构组成 |
| 2.3.2 系统电气设计 |
| 2.3.3 系统控制方案设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 控制系统建模与仿真 |
| 3.1 控制流程设计 |
| 3.2 系统控制原理 |
| 3.3 系统传递函数建立 |
| 3.3.1 显微视觉开环运动建模 |
| 3.3.2 磁反馈闭环运动建模 |
| 3.3.3 力反馈闭环运动建模 |
| 3.4 Simulink仿真与控制参数整定 |
| 3.4.1 Simulink建模 |
| 3.4.2 控制参数整定 |
| 3.5 控制系统性能分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 控制软件设计与实现 |
| 4.1 软件架构设计 |
| 4.2 软件架构实现 |
| 4.2.1 UI界面设计 |
| 4.2.2 业务逻辑设计 |
| 4.2.3 数据访问设计 |
| 4.2.4 实体类库设计 |
| 4.3 自动配对过程的程序控制 |
| 4.3.1 磁钢表磁测量控制 |
| 4.3.2 磁钢配对过程控制 |
| 4.3.3 气隙磁场校核控制 |
| 4.3.4 视觉测量与图像处理方法 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 系统误差分析与配对实验 |
| 5.1 误差分析及误差补偿模型 |
| 5.1.1 系统误差分析 |
| 5.1.2 误差补偿模型建立 |
| 5.2 系统误差参数标定 |
| 5.2.1 相机像素尺寸转换 |
| 5.2.2 图像坐标系角度标定 |
| 5.2.3 视觉测量坐标系角度标定 |
| 5.3 系统精度检测与配对实验 |
| 5.3.1 系统精度检测 |
| 5.3.2 表磁测量一致性实验 |
| 5.3.3 自动配对实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（3）衍射极限环注入切割磁铁技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光源及其衍射极限现象 |
| 1.2 同步辐射光源及其注入引出系统 |
| 1.2.1 同步辐射光源的发展历程 |
| 1.2.2 同步辐射光源注入引出系统 |
| 1.3 衍射极限环光源及其注入 |
| 1.3.1 衍射极限环光源国内外发展现状 |
| 1.3.2 衍射极限环光源的注入模式 |
| 1.3.3 衍射极限环光源注入切割磁铁 |
| 1.4 本论文的研究思路与创新点 |
| 1.4.1 本文的主要研究内容及难点 |
| 1.4.2 论文的创新点 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 涡流型切割磁铁基本设计与解析分析 |
| 2.1 电磁基本理论 |
| 2.2 切割磁铁涡流相关理论 |
| 2.3 磁屏蔽 |
| 2.4 涡流型切割磁铁基本结构及核心参数计算 |
| 2.5 涡流型切割磁铁主漏场的解析分析 |
| 2.6 动态磁场测量方法 |
| 2.6.1 电磁效应法 |
| 2.6.2 电磁感应法 |
| 2.6.3 磁饱和法 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于有限元分析的切割磁铁多场数值模拟 |
| 3.1 数值模拟分析方法简介 |
| 3.2 基于TR(Transient analysis)的切割磁铁二维动态磁场分析 |
| 3.2.1 切割磁铁二维仿真模型的建立 |
| 3.2.2 切割磁铁主场均匀性及涡流场特性 |
| 3.2.3 不同切割板厚度下切割磁铁漏场分析 |
| 3.2.4 励磁波形对切割磁铁漏场峰值的影响分析 |
| 3.2.5 无氧铜与高磁导率材料厚度配比对漏场影响分析 |
| 3.2.6 切割板外不同位置漏场随时间演变曲线 |
| 3.3 基于ELEKTRA/TR模块的切割磁铁三维动态磁场分析 |
| 3.3.1 切割磁铁三维网格划分 |
| 3.3.2 薄片硅钢模型的涡电流分布 |
| 3.3.3 切割磁铁三维仿真模型的建立 |
| 3.3.4 主磁场均匀性及漏场三维动态分析 |
| 3.3.5 端部场三维动态分析和漏场优化 |
| 3.4 基于ANSYS的切割磁铁静态温度场分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 切割磁铁工程设计与测试 |
| 4.1 切割磁铁工程设计 |
| 4.1.1 一体化无氧铜线圈 |
| 4.1.2 无取向硅钢磁芯冲压成型 |
| 4.1.3 高真空绝缘支撑工程材料 |
| 4.1.4 无氧铜切割板与高磁导率屏蔽材料贴合 |
| 4.1.5 无氧铜基座、盖板及散热分析 |
| 4.1.6 切割磁铁总装集成 |
| 4.2 切割磁铁工程测试 |
| 4.2.1 线圈电感测定 |
| 4.2.2 工程塑料PPS真空性能 |
| 4.2.3 硅钢片厚度及铁损 |
| 4.2.4 冷冲压硅钢片毛刺测试 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 切割磁铁动态磁场测量系统 |
| 5.1 动态磁场测量系统总体框图 |
| 5.2 磁场测量探头 |
| 5.2.1 多匝点线圈及其测试 |
| 5.2.2 单匝长线圈及其测试 |
| 5.3 励磁脉冲电源系统 |
| 5.3.1 励磁脉冲电源系统方案 |
| 5.3.2 Technix充电电源 |
| 5.3.3 可控硅开关管 |
| 5.3.4 脉冲形成原理及电路 |
| 5.3.5 脉冲波形参数测量 |
| 5.4 电动平台集成 |
| 5.4.1 电动平台方案 |
| 5.4.2 电机驱动器及控制 |
| 5.5 磁测平台集成与调试 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 切割磁铁磁场测量 |
| 6.1 动态磁场测量系统 |
| 6.2 感应电压积分背景减噪 |
| 6.3 切割磁铁主磁场测量 |
| 6.3.1 切割磁铁磁间隙主场测量及偏差分析 |
| 6.3.2 切割磁铁励磁传递函数 |
| 6.3.3 切割磁铁主磁场横向均匀性测量 |
| 6.3.4 切割磁铁主磁场纵向分布 |
| 6.3.5 切割磁铁端部场分布 |
| 6.4 切割磁铁漏场测量 |
| 6.4.1 薄切割磁铁切割板外漏场积分测量(长线圈) |
| 6.4.2 厚切割磁铁切割板外漏场积分测量(长线圈) |
| 6.4.3 无高磁导率屏蔽材料的切割板外漏场积分测量(长线圈) |
| 6.4.4 薄切割磁铁出口处漏场测量(点线圈) |
| 6.4.5 切割板外漏场纵向分布(点线圈) |
| 6.5 切割磁铁励磁温升分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（4）基于高速密封的磁性液体传热特性的理论及实验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号对照表 |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 磁性液体及其密封应用概述 |
| 1.2.1 磁性液体及其密封应用的研究进展 |
| 1.2.2 磁性液体高速密封的研究进展 |
| 1.2.3 磁性液体高速密封的传热问题 |
| 1.3 磁性液体对流传热国内外研究现状 |
| 1.3.1 磁性液体强制对流传热研究现状 |
| 1.3.2 磁性液体自然对流传热研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 1.5 技术路线和项目来源 |
| 2 磁性液体高速密封的粘性耗散研究 |
| 2.1 磁性液体高速密封的基础理论 |
| 2.2 磁性液体高速密封的耐压理论 |
| 2.2.1 常规磁性液体密封的耐压能力 |
| 2.2.2 磁性液体高速密封的耐压能力 |
| 2.2.3 影响磁性液体高速密封耐压能力的因素 |
| 2.3 磁性液体高速密封的粘性阻力矩及摩擦耗散的研究 |
| 2.3.1 粘性阻力矩及摩擦耗散功率的推导 |
| 2.3.2 磁性液体流变性测量及其对粘性阻力矩的影响机理 |
| 2.3.3 磁性液体高速密封的粘性阻力矩及摩擦耗散公式的修正 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 适用于高速密封的磁性液体制备及表征 |
| 3.1 磁性液体的制备 |
| 3.2 磁性液体的基本性能表征 |
| 3.2.1 颗粒形貌及分散性表征 |
| 3.2.2 稳定性表征 |
| 3.2.3 磁化性能表征 |
| 3.3 磁性液体的热物性参数计算 |
| 3.3.1 密度 |
| 3.3.2 定压比热容 |
| 3.3.3 热膨胀系数 |
| 3.3.4 绝对粘度 |
| 3.3.5 导热系数 |
| 3.3.6 热扩散系数 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于高速密封模型的磁性液体温度场计算 |
| 4.1 平板模型中密封层内磁性液体的温度场计算 |
| 4.1.1 数学模型 |
| 4.1.2 边界条件求解 |
| 4.2 计算结果分析与讨论 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 基于高速密封模型的磁性液体传热特性实验研究 |
| 5.1 物理模型与问题阐述 |
| 5.2 基于高速密封模型的磁性液体传热特性研究实验台设计 |
| 5.2.1 实验系统的设计与搭建 |
| 5.2.2 实验装置的磁场测量与仿真 |
| 5.3 非均匀永磁场下水平通道内磁性液体传热特性实验数据处理 |
| 5.3.1 磁性液体传热特性的无量纲处理 |
| 5.3.2 实验数据的不确定性分析 |
| 5.3.3 实验台的可靠性验证 |
| 5.4 非均匀永磁场下水平通道内磁性液体传热特性实验结果与分析 |
| 5.4.1 磁场对通道内磁性液体传热特性的影响 |
| 5.4.2 冷却温度对通道内磁性液体传热特性的影响 |
| 5.4.3 加热功率对通道内磁性液体传热特性的影响 |
| 5.4.4 间隙大小对通道内磁性液体传热特性的影响 |
| 5.4.5 不同种类磁性液体的自然对流传热特性 |
| 5.4.6 非均匀永磁场下水平通道内磁性液体传热特性的机理分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论 |
| 6.1 论文主要结论 |
| 6.2 研究创新点 |
| 6.3 工作不足与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）基于三维磁传感器的小口径管道漏磁检测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 2 小口径管道漏磁检测系统设计与实现 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 需求分析 |
| 2.3 总体方案设计 |
| 2.4 小口径管道漏磁检测系统硬件设计 |
| 2.4.1 三维磁传感器模块 |
| 2.4.2 控制器模块 |
| 2.4.3 励磁回路模块 |
| 2.5 小口径管道漏磁检测系统软件设计 |
| 2.5.1 软件功能分析 |
| 2.5.2 软件实现 |
| 2.6 小口径管道漏磁检测系统实现 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 小口径管道漏磁检测信号CEEMDAN分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 漏磁信号采集 |
| 3.3 漏磁信号分析 |
| 3.3.1 漏磁信号特征 |
| 3.3.2 漏磁信号影响分析 |
| 3.4 检测信号CEEMDAN分析 |
| 3.4.1 CEEMDAN方法原理 |
| 3.4.2 检测信号CEEMDAN分解 |
| 3.4.3 检测信号CEEMDAN重构 |
| 3.4.4 检测信号CEEMDAN分析结果对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 小口径管道漏磁检测缺陷成像 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 漏磁检测缺陷成像分析 |
| 4.2.1 漏磁检测缺陷成像方法 |
| 4.2.2 缺陷轮廓成像检测方法 |
| 4.3 三维漏磁场信号基本特征 |
| 4.3.1 小口径管道仿真模型 |
| 4.3.2 漏磁信号提取 |
| 4.3.3 三维漏磁信号基本特征分析 |
| 4.4 三维漏磁缺陷轮廓区域识别 |
| 4.4.1 缺陷轮廓区域识别方法 |
| 4.4.2 缺陷轮廓分段识别分析 |
| 4.4.3 缺陷轮廓识别参数优化 |
| 4.5 三维漏磁检测缺陷轮廓成像 |
| 4.6 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果 |
| 致谢 |
（6）脉冲强磁场测量技术研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 脉冲强磁场产生来源及显着特点 |
| 1.1 脉冲强磁场显着特点 |
| 1.2 脉冲强磁场测量方法 |
| 2 基于电磁感应法的脉冲强磁场测量 |
| 2.1 测量原理 |
| 2.2 测量系统 |
| 2.3 存在的问题及研究方向 |
| 3 磁光效应的脉冲强磁场测量方法 |
| 3.1 基于Faraday磁光效应的脉冲强磁场测量 |
| 3.2 基于MOKE效应的脉冲强磁场测量 |
| 3.3 基于塞曼效应的脉冲强磁场测量 |
| 3.4 基于磁光效应测量脉冲强磁场原理存在的问题 |
| 4 基于霍尔效应的脉冲强磁场测量 |
| 5 脉冲强磁场测量技术的研究现状分析及未来发展趋势 |
| 6 结语 |
（7）交变/旋转磁场下焊接缺陷磁光成像特征与识别方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 焊接缺陷无损检测方法概述 |
| 1.2.1 超声检测 |
| 1.2.2 射线检测 |
| 1.2.3 渗透检测 |
| 1.2.4 磁粉检测 |
| 1.2.5 涡流检测 |
| 1.3 磁光成像检测技术研究现状 |
| 1.3.1 磁光成像概述 |
| 1.3.2 磁光成像国外研究现状 |
| 1.3.3 磁光成像国内研究现状 |
| 1.4 选题意义及主要研究内容 |
| 1.4.1 选题意义 |
| 1.4.2 课题主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 不可见焊接缺陷磁光成像检测试验系统构建 |
| 2.1 试验系统结构 |
| 2.2 主要硬件结构 |
| 2.2.1 磁光成像检测运动平台 |
| 2.2.2 磁光传感器 |
| 2.2.3 励磁装置 |
| 2.2.4 特斯拉计 |
| 2.3 焊接缺陷样本 |
| 2.3.1 激光焊接缺陷样本 |
| 2.3.2 TIG焊接缺陷样本 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 焊接缺陷磁光成像检测原理及特征分析 |
| 3.1 磁光成像检测原理 |
| 3.1.1 法拉第旋转效应 |
| 3.1.2 磁光成像原理 |
| 3.1.3 磁光薄膜和焊件的磁滞回线 |
| 3.2 焊接缺陷磁光成像分析 |
| 3.2.1 直流磁场下磁光成像分析 |
| 3.2.2 交变磁场下磁光成像分析 |
| 3.2.3 旋转磁场下磁光成像分析 |
| 3.2.4 焊接缺陷磁光成像特征分析 |
| 3.3 铁磁焊接缺陷漏磁场磁偶极子模型 |
| 3.3.1 漏磁场原理 |
| 3.3.2 铁磁焊件磁路分布 |
| 3.3.3 铁磁焊接缺陷漏磁场等效带偶极子模型 |
| 3.3.4 铁磁焊接缺陷模型漏磁场分析及试验验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 焊接缺陷漏磁场分布有限元分析 |
| 4.1 漏磁场有限元仿真理论基础 |
| 4.2 焊接缺陷三维有限元仿真模型 |
| 4.2.1 Ansoft Maxwell在电磁场有限元仿真中的应用 |
| 4.2.2 焊接缺陷三维有限元分析的几何模型建立 |
| 4.2.3 模型材料属性定义和激励源加载 |
| 4.2.4 模型边界条件加载 |
| 4.2.5 三维模型网格剖分 |
| 4.2.6 三维模型求解设置和后处理分析 |
| 4.2.7 焊接缺陷三维模型仿真和试验验证 |
| 4.3 磁光传感器检测参数对磁感应强度垂直分量的影响 |
| 4.3.1 焊接缺陷直流磁场三维有限元模型 |
| 4.3.2 提离度对漏磁场磁感应强度垂直分量的影响 |
| 4.3.3 励磁电压对漏磁场磁感应强度垂直分量的影响 |
| 4.4 磁光传感器检测参数对磁光成像的影响 |
| 4.4.1 直流磁场激励下焊接缺陷磁光成像检测系统 |
| 4.4.2 直流磁场激励下焊接缺陷磁光成像特征分析 |
| 4.4.3 提离度对磁光成像的影响 |
| 4.4.4 励磁电压对磁光成像的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 交变/旋转磁场下焊接缺陷磁光成像特征分析 |
| 5.1 交变磁场机理分析 |
| 5.2 交变磁场下焊接裂纹参量对漏磁场的影响 |
| 5.2.1 焊接裂纹交变磁场三维有限元模型 |
| 5.2.2 表面裂纹宽度与磁感应强度垂直分量的关系 |
| 5.2.3 亚表面裂纹宽度与磁感应强度垂直分量的关系 |
| 5.2.4 裂纹位置与磁感应强度垂直分量的关系 |
| 5.3 交变磁场下不同类型焊接缺陷对漏磁场的影响 |
| 5.3.1 不同类型焊接缺陷有限元模型 |
| 5.3.2 不同类型焊接缺陷与磁感应强度垂直分量的关系 |
| 5.4 交变磁场下焊接裂纹参量对磁光成像的影响 |
| 5.4.1 交变磁场下焊接缺陷磁光成像试验装置 |
| 5.4.2 表面裂纹宽度对磁光成像的影响 |
| 5.4.3 亚表面裂纹宽度对磁光成像的影响 |
| 5.4.4 裂纹磁光成像试验结果分析 |
| 5.5 交变磁场下不同类型焊接缺陷对磁光成像的影响 |
| 5.5.1 不同类型焊接缺陷磁光成像规律 |
| 5.5.2 不同宽度焊接缺陷磁光成像规律 |
| 5.5.3 不同类型焊接缺陷磁光成像试验结果分析 |
| 5.6 旋转磁场下焊接缺陷磁光成像检测研究 |
| 5.6.1 旋转电磁场理论模型 |
| 5.6.2 旋转电磁场有限元仿真分析 |
| 5.6.3 旋转磁场磁光成像试验验证分析 |
| 5.6.4 交变/旋转磁场下焊接缺陷磁光成像对比分析 |
| 5.6.5 交变/旋转磁场下焊接缺陷试验结果分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 交变/旋转磁场下焊接缺陷磁光图像识别与分类 |
| 6.1 旋转磁场下不可见焊接缺陷检测与识别 |
| 6.1.1 不可见焊接缺陷磁光成像试验 |
| 6.1.2 不可见焊接缺陷磁光图像纹理特征提取 |
| 6.1.3 GLCM-SVM焊接缺陷分类模型 |
| 6.2 交变/旋转磁场下焊接缺陷磁光图像特征提取 |
| 6.2.1 交变/旋转磁场下焊接缺陷磁光成像试验 |
| 6.2.2 基于主成分分析的灰度特征提取 |
| 6.2.3 基于灰度共生矩阵的纹理特征提取 |
| 6.3 交变/旋转磁场下焊接缺陷磁光图像分类模型 |
| 6.3.1 基于BP神经网络焊接缺陷识别模型 |
| 6.3.2 交变/旋转磁场下焊接缺陷分类结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文及授权(申请)专利等成果 |
| 致谢 |
（8）新型光纤磁场传感技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 光纤传感技术 |
| 1.2.1 光纤传感器基本原理和特点 |
| 1.2.2 光纤传感器的分类 |
| 1.3 光纤磁场传感技术 |
| 1.3.1 磁场传感器概述 |
| 1.3.2 光纤磁场传感器类型 |
| 1.3.3 基于磁流体光纤磁场传感器研究现状 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 论文结构 |
| 第二章 微米锥形光纤和光纤布拉格光栅传感理论 |
| 2.1 锥形光纤传输理论 |
| 2.1.1 锥形光纤的光线理论 |
| 2.1.2 锥形光纤的波动理论 |
| 2.1.3 锥形光纤传输相关参数和功率分布 |
| 2.2 锥形光纤磁场传感器传感原理 |
| 2.2.1 回音壁模式型光纤磁场传感器传感原理 |
| 2.2.2 Mach-Zehnder干涉型磁场传感器传感原理 |
| 2.3 光纤布拉格光栅传感原理 |
| 2.3.1 光纤布拉格光栅耦合模理论 |
| 2.3.2 倾斜光栅耦合模理论 |
| 2.3.3 光纤布拉格光栅传感理论 |
| 2.3.4 光纤布拉格光栅刻写技术 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于回音壁模式的光纤磁场传感器 |
| 3.1 磁流体概述 |
| 3.1.1 磁流体的成分 |
| 3.1.2 磁流体光学特性 |
| 3.2 回音壁模式型磁场传感器的理论分析和制作 |
| 3.2.1 理论分析 |
| 3.2.2 锥形光纤的制备工艺 |
| 3.2.3 传感器的制作 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于锥形细芯光纤磁场传感器 |
| 4.1 基于Mach-Zehnder干涉的光纤磁场传感器 |
| 4.1.1 传感器的制作 |
| 4.1.2 理论分析 |
| 4.2 实验结果与讨论 |
| 4.2.1 磁场传感实验 |
| 4.2.2 温度传感实验 |
| 4.2.3 磁场和温度交叉灵敏问题 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 基于锥形少模光纤磁场传感器 |
| 5.1 传感器的传感原理和制作 |
| 5.1.1 传感器的制作 |
| 5.1.2 传感器的传感原理 |
| 5.2 实验结果和讨论 |
| 5.2.1 磁场传感实验 |
| 5.2.2 温度传感实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 包层型光纤光栅磁场传感器 |
| 6.1 基于高阶包层模的传感器制作及传感原理 |
| 6.1.1 传感器的制作 |
| 6.1.2 传感器传感原理 |
| 6.1.3 磁场测量实验 |
| 6.1.4 温度测量实验 |
| 6.2 基于低阶包层模的传感器制作及传感原理 |
| 6.2.1 传感器的制作 |
| 6.2.2 传感器传感原理 |
| 6.2.3 磁场测量实验 |
| 6.3 本章小节 |
| 第七章 总结和展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 作者简介 |
（9）基于原子磁力计的磁共振样品微弱磁场测量（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 原子磁力计的研究进展 |
| 1.1.2 原子磁力计简介 |
| 1.1.3 原子磁力计的应用 |
| 1.2 研究目的 |
| 1.3 研究内容与文章结构 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 理论背景 |
| 2.1 原子磁力计原理 |
| 2.1.1 原子能级 |
| 2.1.2 原子极化的建立 |
| 2.1.3 原子极化的探测 |
| 2.1.4 自旋弛豫 |
| 2.1.5 原子磁力计的响应 |
| 2.1.6 磁力计的基本灵敏度 |
| 2.1.6.1 自旋投影噪声 |
| 2.1.6.2 光子散粒噪声 |
| 2.1.6.3 Light-Shift噪声 |
| 2.2 核磁共振原理 |
| 2.2.1 核自旋态 |
| 2.2.2 算符 |
| 2.2.3 密度矩阵 |
| 2.2.4 磁共振相关的哈密顿量 |
| 2.2.5 高场和零场能量本征态 |
| 2.2.6 量子态演化 |
| 2.2.7 零场和低场的定义 |
| 2.2.8 磁共振信号 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 原子磁力计的设计与实现 |
| 3.1 原子磁力计 |
| 3.1.1 NMOR磁力计 |
| 3.1.2 SERF磁力计 |
| 3.2 无自旋交换弛豫机制 |
| 3.3 原子蒸气泡加热 |
| 3.3.1 原子蒸气密度与温度关系 |
| 3.3.2 加热方法分类 |
| 3.3.2.1 电加热 |
| 3.3.2.2 气体加热 |
| 3.3.2.3 激光加热 |
| 3.3.3 加热系统的设计制作 |
| 3.4 磁场屏蔽-补偿系统 |
| 3.4.1 磁场被动补偿—磁屏蔽 |
| 3.4.2 磁屏蔽的设计制作 |
| 3.4.2.1 磁屏蔽MS-S的设计制作 |
| 3.4.2.2 磁屏蔽MS-L的设计制作 |
| 3.4.3 磁场主动补偿—磁场补偿线圈 |
| 3.4.4 磁场补偿线圈的设计制作 |
| 3.5 原子磁力计的选材方法 |
| 3.6 原子磁力计的测试 |
| 3.7 噪声分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 零场-低场谱仪的设计与实现 |
| 4.1 零场-低场谱仪简介 |
| 4.2 进样装置 |
| 4.2.1 侧位进样装置 |
| 4.2.2 定位进样装置 |
| 4.2.3 流动进样装置 |
| 4.2.4 旋转进样装置 |
| 4.3 脉冲线圈 |
| 4.4 样品的预极化与绝热传送 |
| 4.5 样品磁场的标定 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 磁共振样品的低场磁共振 |
| 5.1 低场磁共振实验简介 |
| 5.2 磁屏蔽开孔设计 |
| 5.3 低场磁共振测量方法 |
| 5.4 低场磁共振的测量及数据分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 基于低场磁共振的稳恒磁场测量 |
| 6.1 稳恒磁场测量简介 |
| 6.2 稳恒磁场测量方法 |
| 6.3 稳恒磁场的测量及数据分析 |
| 6.4 磁场分布的测量方法 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 7.2.1 零场-低场J偶合研究 |
| 7.2.2 生物磁场研究 |
| 7.2.3 核磁共振陀螺仪 |
| 7.2.4 无磁屏蔽罩原子磁力计 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（10）电磁流量计磁场测量研究与磁场重构的实现（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1.绪论 |
| 1.1 .研究的相关背景 |
| 1.1.1 .电磁流量计简介 |
| 1.1.2 .磁场测量在电磁流量计中应用 |
| 1.1.3 .磁场测量的扩展应用 |
| 1.2 .国内外研究现状 |
| 1.3 .本文研究的主要内容 |
| 2.磁场测量方法及选择 |
| 2.1 .磁场测量方法 |
| 2.1.1 .磁场参数的特点 |
| 2.1.2 .磁测方法简介 |
| 2.2 .霍尔效应的原理及优缺点 |
| 3.硬件平台搭建 |
| 3.1 .硬件平台整体设计思路 |
| 3.2 .霍尔探头设计 |
| 3.2.1 .霍尔元件选型 |
| 3.2.2 .压控恒流源电路设计 |
| 3.3 .数据采集系统搭建 |
| 4.测量程序开发 |
| 4.1 .虚拟仪器技术 |
| 4.2 .LabVIEW开发环境 |
| 4.3 .磁场测量的程序方案 |
| 4.3.1 .数据采集方案 |
| 4.3.2 .程序方案 |
| 4.4 .测量程序 |
| 4.4.1 .用户界面设计 |
| 4.4.2 .程序代码设计 |
| 5.仪器操作与试验 |
| 5.1 .磁场测量系统操作说明 |
| 5.2 .磁场测量仪不确定度分析 |
| 5.3 .试验与分析 |
| 5.3.1 .仪器校正 |
| 5.3.2 .动态磁场测量 |
| 5.3.3 .多点静态磁场测量 |
| 5.3.4 .注意事项 |
| 6.总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 霍尔传感器校正数据 |
| 致谢 |
| 英文摘要 |
| 中文摘要 |
四、三维磁场测量特斯拉计的研制（论文参考文献）
- [1]微小磁钢选配策略及自动选配设备结构设计[D]. 元国钊. 大连理工大学, 2021
- [2]微小磁钢自动配对的控制方法与软件设计[D]. 全先帅. 大连理工大学, 2021
- [3]衍射极限环注入切割磁铁技术研究[D]. 童金. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2021(01)
- [4]基于高速密封的磁性液体传热特性的理论及实验研究[D]. 程艳红. 北京交通大学, 2020
- [5]基于三维磁传感器的小口径管道漏磁检测技术研究[D]. 曾绪财. 西华大学, 2020(01)
- [6]脉冲强磁场测量技术研究[J]. 李振华,李秋惠,李春燕,陶渊,李振兴,李红斌. 高压电器, 2019(12)
- [7]交变/旋转磁场下焊接缺陷磁光成像特征与识别方法研究[D]. 李彦峰. 广东工业大学, 2019(03)
- [8]新型光纤磁场传感技术研究[D]. 张军英. 西北大学, 2019(04)
- [9]基于原子磁力计的磁共振样品微弱磁场测量[D]. 王晓飞. 中国科学院大学(中国科学院武汉物理与数学研究所), 2019(02)
- [10]电磁流量计磁场测量研究与磁场重构的实现[D]. 陈杭武. 宁波大学, 2019(06)