基于截断区域特征函数展开法的金属管材电涡流检测线圈阻抗解析模型

针对金属管材电涡流检测线圈阻抗的理论计算问题,通过施加磁绝缘边界条件, 应用分离变量法和Cheng矩阵法建立了内穿式和外穿式线圈阻抗解析模型.因模型含有与虚宗量Bessel函数有关的积分, 通过研究函数特性,提出基于高斯积分算法的数值计算方法.以铜管管壁减薄为例进行仿真研究,并与Dodd模型、 有限元模型进行了对比.比较表明,三种方法的仿真结果基本一致,验证了所建立模型的正确性.与传统的Dodd模型、 有限元模型相比,所建立的模型具有效率高、精度调整方便等优点.     

新型各向异性磁阻传感器在地磁场测量中的应用

地磁场非常微弱,约为10-5T量级,测量难度大、精确度低.本文探讨了新型坡莫合金各向异性磁阻传感器在地磁场测量上的应用,实验发现新型磁阻传感器在地磁场等极微弱磁场测量中具有操作简单,灵敏度高,精确性好等优点.实验除具有实际应用价值外,同时适合在高等学校大学物理基础实验中开设出相应的实验教学内容.     

宽动态范围的双正交磁光电流传感器技术

提出了一种新的双正交磁光电流传感器技术,该技术可解决传统磁光电流传感器测量大电流脉冲时仅根据正弦或余弦信号无法唯一确定法拉第偏转角的技术难题。在该传感器中,起偏器的透光轴与两个偏振分束器的S分量偏振方向有0与45的夹角,四路输出信号两两之间有/2的相位差。针对该传感器,提出了大电流脉冲的一种反正切函数数据处理方法,该数据处理方法具有可避开正弦函数的不灵敏区间,从而提高数据处理精度的优点。采用双正交磁光电流传感器与罗果夫斯基线圈对比测量了FP-1装置的短路电流脉冲,两种测试技术的实验结果能很好地吻合,证实该光学电流传感器可有效地测量大电流脉冲。     

临界电流磁矢量分析法在YBCO线圈上的验证

高温超导磁体临界电流磁矢量分析法准确地预测了BSCCO高温超导磁体的临界电流,为了进一步验证该方法预测YBCO高温超导磁体临界电流的准确性,文中作者用9.3m二代高温超导YBCO带材绕制了一个内径为70mm,外径为100mm,共35匝的单饼,测试了单饼5-15匝,15-25匝,25-35匝和5-35匝在77K下的临界电流,并用磁矢量分析法进行了仿真分析。通过对比发现,仿真分析和实验结果的误差在5%左右,最大误差是6.75%,最小误差是4.77%,验证了磁矢量分析法在预测YBCO高温超导磁体临界电流时的准确性。     

Multi-objective optimization of gradient coil for benchtop magnetic resonance imaging system with high-resolution

Significant high magnetic gradient field strength is essential to obtaining high-resolution images in a benchtop mag- netic resonance imaging （BT-MRI） system with permanent magnet. Extending minimum wire spacing and maximum wire width of gradient coils is one of the key solutions to minimize the maximum current density so as to reduce the local heating and generate higher magnetic field gradient strength. However, maximum current density is hard to optimize together with field linearity, stored magnetic energy, and power dissipation by the traditional target field method. In this paper, a new multi-objective method is proposed to optimize the maximum current density, field linearity, stored magnetic energy, and power dissipation in MRI gradient coils. The simulation and experimental results show that the minimum wire spacings are improved by 159% and 62% for the transverse and longitudinal gradient coil respectively. The maximum wire width increases from 0.5 mm to 1.5 mm. Maximum gradient field strengths of 157 mT/m and 405 mT/m for transverse and lon- gitudinal coil are achieved, respectively. The experimental results in BT-MRI instrument demonstrate that the MRI images with in-plane resolution of 50 ~tm can be obtained by using the designed coils.     

超导线圈在强磁场作用下的弹塑性变形分析

根据超导线圈受电磁力、热膨胀、弯曲应力作用的受力机制,首先理论研究了超导线圈在发生弹塑性变形时内部的应力、应变、位移,然后使用两段直线之间由过渡曲线相连接的简化模型作为超导线的应力-应变曲线的近似特性。利用有限元方法,数值模拟了电磁力作用下典型的Nb3Sn超导线材在不同边界条件下的应力、应变、位移分布情况。计算结果定量显示了超导线的弹塑性变形特性同电流密度的关系,初步预测了超导线圈发生塑性变形的区域和扩展以及支撑结构对超导磁体力学行为的影响。     

永磁微型磁共振成像仪的梯度线圈与图像质量

通过理论分析结合计算机仿真试验剖析了磁共振成像(MRI)中梯度场线性对图像质量影响的原理,在梯度场线性有缺陷的情况下,用实例和计算机模拟直观的展示了重建图像和模拟结果. 结合研发实践发现,在永磁微小口径、低场强用于鼠类等小动物成像情况下,对梯度场线性度的要求远高于文献中提出的指标. 依靠软件改进,图像没有本质的提高,尝试补偿技术耗时费力效果也不理想. 说明了对永磁微小口径成像仪研发线性度更好的梯度线圈是提高图像质量的关键技术之一. 揭示了在理想条件下普适的理论原理,在不同的实践条件下有不同的趋近理想条件要求. 将具有独立知识产权的高线性梯度线圈安装在自行研制的仪器上得到了较好的图像.     

关于磁单极子通过超导线圈的讨论

1 问题的提出 1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言了磁单极子的存在.1982年,美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验.他设想,如果一个只有S极的磁单极子从左向右穿过如图1所示的超导线圈圆环abcd,那么超导线圈中将会出现什么现象呢?     

Bi系高温超导磁共振成像射频接收线圈的成像研究

射频接收线圈是磁共振成像系统输入通道的第一级,提高接收线圈的信噪比可以提高系统的图像质量.对于低场磁共振成像系统,如果能够降低常规铜接收线圈的等效串联电阻,就能够提高其信噪比.由于高温超导材料的直流电阻为零,交流传输损耗也远小于铜,采用高温超导材料制作磁共振接收线圈能够提高信噪比.本文采用Bi2223带材,设计、制作了超导接收线圈,并在0.23 T的磁共振成像系统中进行了成像实验.结果表明,超导接收线圈的图像信噪比比常规铜线圈提高约76%.     

共轴三线圈磁场的均匀性

给出用平行共轴不等大等电流的三个圆线圈形成匀强磁场的方法．文中给出了三线圈形成匀强磁场的条件,并且通过数值计算全面分析了三线圈磁场的均匀性．与Helmholtz线圈磁场比较显示,三线圈的磁场无论在强度方面,还是在磁场均匀性方面都明显优于Helmholtz线圈的磁场．