基于线圈旋转法的超导强磁场测量方法研究

来源 :青岛大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sbisk
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着对新科学领域的发展探索,很多时候都需要强磁场创造的极端条件作为研究环境。超导强磁场可以提供长时间且稳定的磁场,在电工,医疗,交通,军工和科学实验等领域都有着举足轻重的作用。强磁场的测量方法主要有核磁共振法、磁光效应法、霍尔效应法、电磁感应法等,因国家标准磁场的溯源上限是12特斯拉,所以在对高于12特斯拉的磁场进行标准测量必然受限。随着超导磁体的磁感应强度范围不断增大,迫切需要适用于超导磁体系统环境、测量范围在12特斯拉以上的更精确的强磁场测量方法。本文基于经典的电磁感应法,提出了一种基于线圈旋转法的超导强磁场测量方法,通过对超导磁体环境的分析与研究,设计了一套适用于超导强磁场的旋转线圈测量系统,可用于超导磁场的测量。通过将线圈探头在国家标准磁场中进行标定,再进行磁场测量实验。此方法通过标准磁场溯源,测量结果准确度高。在信号采集方面采用了锁相放大器采集感应电动势,其关键部分是同步参考信号的获取,通过将编码器安装在线圈同频传动位置,设计了硬件电路实现了对参考信号的实时获取。良好的同步参考信号直接提高了电动势的测量准确度。设计的动力传动装置,实现了对线圈探头在磁场均匀域内的位置固定,并通过传动杆将电机端的动能传递到线圈探头,在狭小磁场空间实现了传动方向的改变,使线圈探头在电机的带动下做与磁场方向垂直的转动,产生感应电动势最终达到测量磁场的目的。测量试验结果与标准磁场值误差在3%内,可以实现对超导磁场的标准测量。
其他文献
永磁电机具有效率高、功率密度大、形状和结构设计灵活等优点,已经越来越多地应用在工业、商业和军事领域。永磁电机气隙磁场分析是电机各种性能计算的基础和关键,是电机设计过程中的重要步骤,目前气隙磁场的计算方法主要有解析法和有限元法,具有高计算精度的子域模型法是解析法的典型代表。永磁电机磁场分布较为复杂,除内部主磁通及漏磁通以外,还存在外部泄漏磁场。“泄漏”磁场对电机的运行性能基本没有影响,但会对以该电机
标准动车组辅助供电系统主要为空气压缩机、冷却通风机、油泵/水泵电机、空气调节系统、采暖、照明及旅客信息系统等车载重要辅助设备供电,是标准动车组供电系统的重要组成部分。目前,我国自主研发的标准动车组辅助供电系统后备电源采用镍镉碱性蓄电池组供电,该电池组存在体积能量密度低、自放电率高、重金属污染和服役寿命短等突出问题,严重影响系统的运行经济性和安全性。由于锂电池相对于镍镉碱性蓄电池具有能量密度高、自放
随着传统化石能源日益紧张,光伏、风力等可再生能源发电由于具有清洁、廉价、无污染、储量丰富等优点越来越得到各国政府的高度重视,光伏发电技术也因此得到了前所未有的发展。作为光伏发电技术的重要组成部分,传统的两端口光伏离网逆变器并没有直接的能量储存功能,供电稳定性也相对较差。为了提高光伏离网逆变器的稳定性,通常需要具有能量存储功能的三端口光伏离网逆变器。目前,配有蓄电池储能装置和超级电容器能量缓冲单元的
小电流接地系统发生单相高阻接地故障时电气量变化不明显,若处理不及时易引发大面积停电、火灾、人体触电等重大事故,因此,准确识别单相高阻接地故障具有重要现实意义。实际电网中高阻接地故障电流信号往往伴随有各种噪声,对故障特征的提取产生很大干扰;同时,单相高阻接地故障过程复杂,不同条件下的电气量幅值与畸变特性呈现出一定差异性,难以识别。针对上述问题,本文对小电流接地系统的单相高阻接地故障识别方法进行了研究
超级电容在新时代生态文明建设不断落实落细的今天,具有广阔的发展前景。为了满足负载的电压要求,多个超级电容被串联起来,但串联超级电容的特征不匹配带来了各种挑战。在由串联超级电容组成的电压不匹配储能模块中,一些电压较高或较低的单体在循环过程中可能出现过充或过放电现象,这种现象会加剧单体间电压的不平衡。为了充分利用串联超级电容器组的寿命和存储性能,串联超级电容器组的单体电压需要均衡。电压均衡技术是其应用
随着人们对清洁能源汽车追求的深入,燃料电池由于具有能量转换率高、生成物零污染、来源广泛等优点,得到国内外广大学者的关注。基于车载燃料电池对进气系统压比、效率的要求以及汽车对空间、质量的要求,离心压气机成为车载燃料电池进气系统的首选。离心压气机的性能对于燃料电池的性能具有十分重要的影响,高性能离心压气机的设计及优化具有重要意义。本文依据车载燃料电池对离心压气机的需求完成了压气机气动方案设计。对所建立
为实现碳中和、碳达峰,对风能、太阳能光伏和燃料电池等绿色能源发电系统的需求会越来越多,同时对DC-DC变换器的可靠性运行能力也提出了更高要求。随着研究人员的探索,人们发现采用基于分数阶微积分的数学模型能够更准确地对一些自然现象进行描述,一些电路元件潜在的分数阶特性也相继被发现。有鉴于此,本文系统的研究了以分数阶微积分理论为基础的Buck-Boost变换器建模与分析方法,深入探讨了电路元件的分数阶特
随着现代社会的飞速发展,高速铁路不断地更新换代,人们越来越重视列车的气动性能。我国西北地区多荒滩戈壁,区域内风沙覆盖面积大,极易引起风沙灾害,时刻威胁着过往高速列车的运行安全性。因此非常有必要研究高速列车在强风沙环境下运行时的气动特性及运行安全性。本文开展了沙尘环境以及风沙环境下的多相流计算,基于欧拉-拉格朗日方法,分别建立了沙尘环境以及风沙环境下的高速列车空气动力学模型,验证了模型的准确性;分析
随着时代的变化,中国的城市轨道交通产业也在飞速发展。与此同时,轨道交通的安全运行也吸引了越来越多的关注。滚动轴承作为最基本以及最广泛使用的旋转机器和工业设备的重要组件之一,如何对其运行状态进行准确和有效地监测和诊断,对保证设备的安全平稳运行以及避免重大突发事件出现等方面具有重要意义。滚动轴承的故障发生通常是随机的,通过定期的人工检查,很难避免故障的出现。因此,在线监测其运营状态并及时地诊断其发生的
随着机械工程的日益复杂化和计算机辅助技术的发展,多体系统动力学仿真得到广泛应用和关注。其中,动力学建模和数值计算是重要的研究内容,均需要选择合适的建模方法并设计更加高效、稳定的动力学方程数值算法,来适应实际工程的需求。本文研究多体系统动力学方向矢量模型对应的微分-代数方程组,构造多步块格式和L-稳定块格式仿真算法。自然坐标下的方向矢量坐标有坐标选择灵活、坐标数量适中、约束雅克比矩阵为线性、方程中的