磁场测量系统论文-李辉,江敏,朱振南,徐文杰,徐旻翔

磁场测量系统论文-李辉,江敏,朱振南,徐文杰,徐旻翔

导读:本文包含了磁场测量系统论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:超极化氙,自由感应衰减,拉莫频率,磁场测量

磁场测量系统论文文献综述

李辉,江敏,朱振南,徐文杰,徐旻翔[1](2019)在《铷-氙气室原子磁力仪系统磁场测量能力的标定》一文中研究指出本文针对微弱磁场精密测量问题,在自主研制的铷-氙气室原子磁力仪系统上,探讨了两种磁场测量的方式,分别实现了对交流磁场与静磁场的测量,并对它们的磁场测量能力进行了实验标定.交流磁场测量原理是基于测量外磁场对~(87)Rb原子极化的影响,实验标定结果为在2100 Hz频率范围内磁场测量的灵敏度约为1.5 pT/Hz~(1/2),带宽约为2.8 kHz;静磁场测量原理是基于测量铷-氙气室内超极化~(129)Xe的拉莫进动频率,实验上首先测得超极化~(129)Xe的横向、纵向弛豫时间分别约为20.6和21.5 s,然后通过标定给出静磁场测量精度约为9.4 pT,测量范围超过50μT.相比无自旋交换弛豫原子磁力仪,该磁力仪在同一体系内实现了交流磁场与静磁场的测量,且交流磁场测量具有更大的带宽,静磁场测量可在地磁场下正常工作,将有望应用于地磁测量、基础物理等方面的研究.(本文来源于《物理学报》期刊2019年16期)

梁辉[2](2019)在《束流输运线二极磁铁磁场测量系统设计》一文中研究指出束流输运线磁铁磁场测量系统在加速器工程中意义重大,通过实际的磁场测量保证磁铁磁场参数达到设计指标要求。目前磁场测量手段很多,一般根据不同磁铁的磁场测量要求搭建相应的测量系统。华中科技大学质子治疗装置(HUST-PTF)的束流输运线系统中,采用二极磁铁来实现束流的偏转。二极磁铁的积分场均匀度和高阶谐波分量是磁场品质的主要考察指标,同时由于磁场品质要求高,需要一套高精度的磁场测量系统来开展磁场测量工作。本文针对束流输运线中30°二极磁铁的磁场测量要求,对磁铁磁场分布进行了设计和计算,确定了积分场测量方案并对一套完整的二极磁铁磁场测量系统开展了设计和研究,包括磁场测量系统的总体设计、磁场测量系统的误差分析、积分长线圈的设计等,具体工作如下:磁场测量系统的设计与待测磁铁磁场分布特点和磁场参数指标的要求密切相关,本文首先针对PTF束流输运线中的30°二极磁铁的磁场分布开展了设计和计算。由于30°二极磁铁要求工作在较宽的磁场范围,其铁芯在高低场情况下的饱和程度差别很大,所以设计难度和工作量较大。本文基于有限元软件OPERA/TOSCA,通过脚本建模,实现了磁铁优化计算,有效地降低了建模的复杂度。采用磁极开空气槽、极面垫补和极头切削等手段对磁铁结构进行优化,达到了磁场设计指标。最终得到的满足要求的磁场分布也是磁场测量系统分析和设计的依据。本文对一套完整的30°二极磁铁磁场测量系统的总体结构开展了设计,并基于磁场参数的要求,对磁场测量系统的随机误差和系统误差进行了分析,包括测磁室温度、电子设备的精度、设备的安装精度和线圈的加工精度等。最终确定了磁场测量系统硬件的选择标准和精度要求。本文针对30°二极磁铁磁场测量系统的核心部件——积分长线圈,开展了详细的分析设计和实验研究。本文对积分长线圈的主要参数进行设计和计算,基于误差分析提出了加工精度指标,并采用一个等比例缩小长线圈模型,研究验证了加工工艺方案,包括扁平多匝利兹线绕制和焊接工艺,线圈直边芯条弯曲嵌入骨架槽方案等。在此基础上,成功完成了全尺寸的积分长线圈的加工和实现,充分验证了设计方案的可行性。(本文来源于《华中科技大学》期刊2019-05-01)

王睿超,邱实,卢治刚,石立华[3](2018)在《闪电弱磁场测量系统与初步观测》一文中研究指出为了探测闪电放电过程的弱磁场信号,本文研制了一套宽带高灵敏度雷电脉冲磁场传感器。利用雷电磁场模拟器对磁场传感器的带宽和灵敏度进行标定,标定结果表明:磁场传感器两个正交通道的灵敏度分别为33.73nT/V和32.63nT/V,与理论计算结果误差分别为3.1%和0.06%,传感器-3dB带宽约为3kHz~2MHz。本团队先后在2017、2018年夏季利用该传感器开展了野外雷电观测。观测结果表明,宽带高灵敏度磁场传感器在雷电观测实验中可以记录更丰富的高频分量,并且可以清晰地观测到180km以外的雷电放电过程,具有较高的灵敏度,对于揭示雷电放电辐射特性和雷电预警将具有重要的科学意义和应用价值。(本文来源于《第35届中国气象学会年会 S19 雷电物理和防雷新技术——第十六届防雷减灾论坛》期刊2018-10-24)

李明,吕银龙,张天爵,曹磊,邢建升[4](2017)在《230 MeV超导回旋加速器磁场测量系统进展》一文中研究指出等时性是衡量一台回旋加速器的关键指标,需通过磁场测量评估。230 MeV回旋加速器要求测量的磁场范围为径向0~85cm、角向0°~360°的中心平面,最高磁场强度约为4.0T,要求的磁场测量精度为5×10~(-5)。计划采用感应线圈探头磁能量法进行磁场测量。目前,230 MeV超导回旋加速器磁场测量系统的主要进展如下。1完成磁场测量机械装置的研制测磁仪机械装置用于支撑测量设备和其他硬件,如图1所示。装置实现NMR探头伸入中心平面,获(本文来源于《中国原子能科学研究院年报》期刊2017年00期)

曹磊,李明,吕银龙,张天爵,王飞[5](2018)在《超导回旋加速器磁场测量仪控制系统设计》一文中研究指出为了测量超导回旋加速器主磁场,设计了一套磁场测量仪控制系统。该系统实现了半径r方向和角度θ方向的运动,并完成对核磁共振仪和数字积分器的实时数据采集。半径方向的定位精度达到10μm,角度方向定位精度达到20 s。测量仪完成一次测量时间只需4 h,已在台架上完成磁场测量全过程的测试,还可应用于其他相关测量领域。(本文来源于《核电子学与探测技术》期刊2018年03期)

朱云峰[6](2018)在《基于回波感应原理的流水式核磁共振磁场测量方法与系统研究》一文中研究指出核磁共振磁强计利用质子共振频率与磁感应强度的线性关系进行磁感应强度的测量,具备1n T的测量精度。但受弱场环境下信噪比低的限制,其测量范围一般不低于20mT。一些新型方法如原子磁力计、量子干涉仪等可以达到1f T的超高测量精度,但仅适用于0.1mT以下近零磁场的测量。为实现0.1mT~20mT磁场的高精度测量,本文研究了一种流水式核磁共振磁强计,通过预极化技术提升了核磁共振磁强计的弱场测量能力,并基于回波感应原理实现了纵向磁化矢量的测量,提高了系统信噪比和可靠性。本文的研究内容主要包括:(1)对流水式核磁共振磁强计的测量原理进行详细阐述和量化分析;(2)通过分析自差式接收机和感应式接收机的工作原理,提出结合CPMG序列,通过回波感应进行纵向磁化矢量检测的方法;(3)通过构建吸收峰尖锐程度的数学模型,量化分析了各项系统参数对测量结果的影响;(4)完成了整套流水式核磁共振磁强计的系统设计,包含1.31T的Halbach型极化磁体、0.182T的回字形检测磁体、马鞍形激励线圈、螺线管检测线圈、控制电路和上位机软件。其中,控制电路包括以现场可编程门阵列(FPGA)为核心的信号检测电路和以单片机(STM32)为核心的总体控制电路两部分,前者通过对回波信号的数字解调和对脉冲信号的数字调制等技术手段实现了射频脉冲收发器的数字化设计,并通过提取可重复序列模型实现一种通用性更强的列表式序列控制器;后者通过压控恒流源、SDRAM数据存储等技术手段完成了射频激励、流速控制、数据传输等功能的高效协调。实验结果表明,回波感应法对纵向磁化矢量的检测具有更好的可靠性和稳定性;预极化处理使核磁共振回波信号强度提高了5.78倍;引入修正系数(受被测磁场均匀度影响)后的拟合方程与测量数据高度吻合,提高了测量速度和测量精度;激励强度和流速对测量曲线具有显着影响,合理优化系统结构可以获得更加尖锐的测量曲线吸收峰。最终,通过该方法实现0.136mT~1.215mT磁感应强度的测量,测量精度优于0.1μT,证明了该方法对弱磁场的精确测量能力。(本文来源于《重庆大学》期刊2018-05-01)

徐鹏飞[7](2018)在《基于锁相放大器的无线电能传输系统磁场测量研究》一文中研究指出人类社会进入电气化时代后,随着科学技术的进步,电能逐渐成为生活中的“必需品”。生活中的用电设备大多数用导线进行电能供给,存在较多弊端。自麻省理工大学在2007年提出磁谐振式无线电能传输技术并实现后,掀起了世界范围内对于该课题的研究热潮。至今,对于磁谐振无线电能传输的能量传输机理仍存在争议,而掌握磁谐振状态下空间磁场分布情况有助于该状态下能量传输机理的研究,所以磁谐振状态下的空间磁场测量就有着非常重要的意义。目前,市场上存在的磁场测量仪器种类较多,较为精密的仪器价格高、体积大,测量频率范围较低,对于无线电能传输系统空间磁场的测量适用性差。同时,专门针对磁谐振式无线电能传输系统空间磁场测量的研究较少,所以研究针对磁谐振式无线电能传输的磁场测量系统就很有必要性,并且有实际意义。本文研究了一套磁场测量系统,主要包括一维和叁维磁场探头的研究,模拟信号的采集、数字信号的处理研究以及测量方案设计。对固定频率下的磁谐振式无限电能传输系统的空间磁场进行了测量,绘制出了磁感应强度叁维分布图,并以仿真结果作为磁感应探头的标准值,与测量值进行了对比,给出了测量系统能为无线电能传输技术的研究提供帮助的结论。本文首先研究了一维磁感应探头的电路模型,给出了一维磁场探头的传递函数关系,并研究了磁感应探头所测量具体空间点的问题,之后将其推广至叁维情况,并研究了叁维磁感应探头所测得的总磁感应强度和各方向分量之间的关系,然后针对感应探头线圈之间的互感参数对于感应电压的影响进行了仿真分析。其次,由于磁场探头的感应电压较小、相位难以获取等因素,设计了双通道锁相放大器,完成了模拟锁相放大器和数字锁相放大器对信号的解调,实现了电压信号的提取。其中,模拟锁相放大器主要针对前置信号放大器、乘法器以及低通滤波器进行了详细的研究分析,并制作了硬件电路,进行了电路测试;基于FPGA开发板进行了数字锁相放大器的设计,主要包含A/D转换模块数据采集、DDS参考信号模块、FIR滤波器模块和开平方运算模块,数据读取主要依靠串口工具读取。最后利用制作的模拟锁相放大器完成了磁谐振式无线电能传输系统磁感应强度轴向分量的测量,利用数字锁相放大器完成了磁谐振式无线电能传输系统磁感应强度的叁维测量,测量数据经过MATLAB进行处理,绘制了磁感应强度分布状态图。同时,利用Maxwell 3D软件搭建相应的仿真模型,并以此为基准和测量值进行了对比分析,测量结果与仿真结果在趋势上吻合程度较高。(本文来源于《重庆大学》期刊2018-05-01)

张婵[8](2017)在《无线电能传输系统中交变磁场测量系统的研究》一文中研究指出自从第二次工业革命以来,人类社会便步入了电气化时代。随着科学的发展和技术的进步,各种用电设备大量的涌入人们的生活,有线电能传输显现出很多的弊端。磁谐振式无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)在2007年被MIT首次提出之后,迅速引发了世界各地的研究人员对其进行深入的研究。磁场作为能量传输的媒介,其在空间的分布情况,对于磁谐振式WPT的进一步研究有着非常重要的意义。目前市面上已经有了一些磁场测量的仪器,大多数都是体积比较大,测量的频率范围较低,适用于测量WPT系统空间磁场的测量仪器非常少,且价格昂贵。专门针对磁谐振式WPT空间磁场测量的研究也是非常的少。所以,实现WPT空间的磁场测量具有很大的实际意义。本文研制了一套磁场测量系统,包括叁维磁场探头的设计与制作、数据采集系统的研究和测量方案的设计。对固定频率下的系统各点的磁感应强度进行了测量,将测量结果绘制成叁维图,与仿真的结果进行对比分析,得出此测量系统可为WPT的研究提供有力帮助。本文首先介绍了电磁场的麦克斯韦方程组,对其中的电磁感应定律进行了详细的分析。通过分析单元偶极子天线的电磁场性质,引出了近场区和远场区的划分,并对各自场域的电磁场的性质进行了分析,而后总结了近场磁场测量的特点,并分析了WPT传输理论,为后文奠定了理论基础;其次,详细分析了一维磁场探头的原理,推导出了一维磁场探头的传递函数关系、检测线圈的尺寸等,通过仿真验证了理论推导的正确性,并制作了一维磁场探头。在一维磁场探头的基础上,设计了叁维磁场探头的模型,并完成了叁维磁场探头的制作;然后,对叁通道数据采集系统的硬件和软件部分进行了研究。硬件电路详细叙述了高频放大电路模块、FPGA外围电路(包括电源电路、时钟电路、USB转串口、扩展口等)和A/D转换模块。软件部分对数据采集、数据通信和上位机数据存储进行了设计与分析;最后,分别对磁谐振无线电能传输的基本单元(即只有发射线圈的情况)和既有发射线圈也有接收线圈的两线圈系统进行了测量,在有限元分析软件Maxwell 3D中搭建相应的仿真模型,并将测量与仿真结果进行了相应的对比分析。测量结果与仿真结果在趋势上非常的吻合,数值上在磁场强度较大的地方误差较小。(本文来源于《重庆大学》期刊2017-05-01)

孟师[9](2017)在《经颅磁刺激磁场测量系统的研究与设计》一文中研究指出经颅磁刺激技术(transcranial magnetic stimulation,TMS)是一种无痛、无创、绿色的治疗和诊断技术。主要应用于神经医学领域和康复医学领域。经颅磁刺激的临床研究显示,该技术在治疗和诊断的过程中可能使受试者感到不适,即存在安全性问题,因此该技术并没有得到广泛的应用。针对经颅磁刺激治疗和诊断过程中存在使受试者感到不适症状的问题,即经颅磁刺激的安全性问题,本文提出了基于经颅磁刺激的磁场测量结构。在经颅磁刺激治疗和诊断过程中,以磁场测量结构替代受试者,磁场测量结构能够反馈经颅磁刺激治疗和诊断过程中其所在区域的磁场分布,依据磁场分布分析经颅磁刺激治疗和诊断过程中是否存在潜在的安全性风险。磁场测量结构的提出为提高经颅磁刺激的安全性提供了测量依据和物理基础。对经颅磁刺激设备的改进具有一定的指导意义。针对提出的磁场测量结构,本文设计了叁维磁场测量传感器和叁维磁场测量传感器标定平台。提出了叁维磁场测量传感器和叁维磁场测量传感器标定平台的标定方法,并进行了理论分析、实验和实验结果误差分析。实验结果表明,叁维磁场测量传感器标定平台的标定实验误差<1%,所设计叁维磁场测量传感器标定实验误差<1.5%,在误差允许的范围(5%)内。因此所设计的叁维磁场测量传感器标定平台可用于标定叁维磁场测量传感器,标定的叁维磁场测量传感器可用于磁场测量结构进行磁场测量。(本文来源于《天津工业大学》期刊2017-04-14)

魏素敏,宋国芳,李明,卢晓通,李世强[10](2015)在《串列升级工程束流输运系统南向开关磁铁磁场测量》一文中研究指出串列升级工程质子束流管道系统在加速器南向有叁条质子管道,加速器引出的束流先传输到公共质子管道中,在经过一台南向开关磁铁后,被分配到不同的质子管道中。其中南向开关磁铁需将质子束偏转45°、27°;在使用前需进行磁场测量,利用叁维平台及Group3测磁仪进行垂直方向上磁场测量。测量结果显示电流值为210 A时,磁铁中心最高磁场可达1.3T。(本文来源于《中国原子能科学研究院年报》期刊2015年00期)

磁场测量系统论文开题报告

(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:

束流输运线磁铁磁场测量系统在加速器工程中意义重大,通过实际的磁场测量保证磁铁磁场参数达到设计指标要求。目前磁场测量手段很多,一般根据不同磁铁的磁场测量要求搭建相应的测量系统。华中科技大学质子治疗装置(HUST-PTF)的束流输运线系统中,采用二极磁铁来实现束流的偏转。二极磁铁的积分场均匀度和高阶谐波分量是磁场品质的主要考察指标,同时由于磁场品质要求高,需要一套高精度的磁场测量系统来开展磁场测量工作。本文针对束流输运线中30°二极磁铁的磁场测量要求,对磁铁磁场分布进行了设计和计算,确定了积分场测量方案并对一套完整的二极磁铁磁场测量系统开展了设计和研究,包括磁场测量系统的总体设计、磁场测量系统的误差分析、积分长线圈的设计等,具体工作如下:磁场测量系统的设计与待测磁铁磁场分布特点和磁场参数指标的要求密切相关,本文首先针对PTF束流输运线中的30°二极磁铁的磁场分布开展了设计和计算。由于30°二极磁铁要求工作在较宽的磁场范围,其铁芯在高低场情况下的饱和程度差别很大,所以设计难度和工作量较大。本文基于有限元软件OPERA/TOSCA,通过脚本建模,实现了磁铁优化计算,有效地降低了建模的复杂度。采用磁极开空气槽、极面垫补和极头切削等手段对磁铁结构进行优化,达到了磁场设计指标。最终得到的满足要求的磁场分布也是磁场测量系统分析和设计的依据。本文对一套完整的30°二极磁铁磁场测量系统的总体结构开展了设计,并基于磁场参数的要求,对磁场测量系统的随机误差和系统误差进行了分析,包括测磁室温度、电子设备的精度、设备的安装精度和线圈的加工精度等。最终确定了磁场测量系统硬件的选择标准和精度要求。本文针对30°二极磁铁磁场测量系统的核心部件——积分长线圈,开展了详细的分析设计和实验研究。本文对积分长线圈的主要参数进行设计和计算,基于误差分析提出了加工精度指标,并采用一个等比例缩小长线圈模型,研究验证了加工工艺方案,包括扁平多匝利兹线绕制和焊接工艺,线圈直边芯条弯曲嵌入骨架槽方案等。在此基础上,成功完成了全尺寸的积分长线圈的加工和实现,充分验证了设计方案的可行性。

(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。

磁场测量系统论文参考文献

[1].李辉,江敏,朱振南,徐文杰,徐旻翔.铷-氙气室原子磁力仪系统磁场测量能力的标定[J].物理学报.2019

[2].梁辉.束流输运线二极磁铁磁场测量系统设计[D].华中科技大学.2019

[3].王睿超,邱实,卢治刚,石立华.闪电弱磁场测量系统与初步观测[C].第35届中国气象学会年会S19雷电物理和防雷新技术——第十六届防雷减灾论坛.2018

[4].李明,吕银龙,张天爵,曹磊,邢建升.230MeV超导回旋加速器磁场测量系统进展[J].中国原子能科学研究院年报.2017

[5].曹磊,李明,吕银龙,张天爵,王飞.超导回旋加速器磁场测量仪控制系统设计[J].核电子学与探测技术.2018

[6].朱云峰.基于回波感应原理的流水式核磁共振磁场测量方法与系统研究[D].重庆大学.2018

[7].徐鹏飞.基于锁相放大器的无线电能传输系统磁场测量研究[D].重庆大学.2018

[8].张婵.无线电能传输系统中交变磁场测量系统的研究[D].重庆大学.2017

[9].孟师.经颅磁刺激磁场测量系统的研究与设计[D].天津工业大学.2017

[10].魏素敏,宋国芳,李明,卢晓通,李世强.串列升级工程束流输运系统南向开关磁铁磁场测量[J].中国原子能科学研究院年报.2015

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