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矿用井下电缆故障感应电场-磁耦合谐振综合检测方法研究
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作者 闫孝姮 颜志鹏 +2 位作者 陈伟华 侯潇涵 赵亮 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第2期147-159,共13页
高瓦斯矿井下供电电缆发生故障导致采煤机等设备停工,严重影响生产效率和经济效益。当前,地面电缆故障检测常用的高压脉冲闪络法、行波反射测距法等均不适用于井下检测环境,因此提出了一种感应电场-磁耦合谐振式矿用电缆故障井下综合检... 高瓦斯矿井下供电电缆发生故障导致采煤机等设备停工,严重影响生产效率和经济效益。当前,地面电缆故障检测常用的高压脉冲闪络法、行波反射测距法等均不适用于井下检测环境,因此提出了一种感应电场-磁耦合谐振式矿用电缆故障井下综合检测新方法。在低频正弦激励源条件下,建立感应电场-磁耦合谐振式电缆故障综合检测方法数学模型,采用多物理场仿真软件COMSOL对电缆开路短路故障情况下的电磁场量求解,得到电场强度、磁场强度的二维分布以及探测线圈感应电压的一维曲线,仿真及实验测定了所使用线圈开路和短路时的感应电压随提离高度的变化曲线。研究结果表明,基于低频感应电场-磁耦合谐振式综合方法进行矿用电缆故障井下检测具有可行性,在幅值1~20 V、频率范围1 kHz~20 MHz的激励下,在同一提离高度下对电缆沿线检测,可以检测长度在激励波长十分之一内电缆的开路和短路故障。为煤矿电缆故障井下检测以及产品研发提供了一种行之有效的方法。 展开更多
关键词 矿用电缆 感应电压 磁耦合谐振 井下检测 感应电场-磁耦合谐振
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基于锥形铁心线圈的感应式磁声磁粒子浓度成像研究
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作者 闫孝姮 王兵 +2 位作者 陈伟华 侯潇涵 王宇飞 《电工技术学报》 北大核心 2025年第16期5204-5215,共12页
在相同电流激励条件下,为了提高感应式磁声磁粒子浓度成像(MACT-MI)装置产生的梯度磁场,该文提出一种由Maxwell-Helmholtz线圈和锥形铁心组成的磁场发生装置,相较于传统MACT-MI激励单元,在研究区域(ROI)新增一个由锥形铁心感生出的时变... 在相同电流激励条件下,为了提高感应式磁声磁粒子浓度成像(MACT-MI)装置产生的梯度磁场,该文提出一种由Maxwell-Helmholtz线圈和锥形铁心组成的磁场发生装置,相较于传统MACT-MI激励单元,在研究区域(ROI)新增一个由锥形铁心感生出的时变梯度磁场分量。首先研究了锥形铁心对MACT-MI电磁学与声学特性的影响,通过建立多目标优化模型,对铁心结构进行设计,并采用和谐搜索算法,得到最优铁心尺寸;最后采用有限元分析软件COMSOL对加铁心前后的激励效果进行了求解与比较。数值研究表明,与空心线圈相比,锥形铁心线圈在ROI的梯度磁场磁感应强度最大值提高了约6.9倍,轴线磁场梯度扩大了3倍,磁性纳米粒子(MNPs)在中心位置所受磁力增大了10.4倍。该研究为降低MACT-MI装置所需电流激励提供研究基础,使MACT-MI成像装置向生物医学的实际应用进一步迈进。 展开更多
关键词 感应式磁声磁粒子浓度成像 锥形铁心线圈 磁力 声压
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航天器表面材料紫外光电子发射产额理论模型发展及实验测试应用
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作者 辛文龙 侯潇涵 +4 位作者 于钱 沈自才 郭雅丽 彭吉龙 陈玉 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期23-34,共12页
空间环境会对航天器在轨效能发挥产生强烈影响,紫外(ultraviolet,UV)辐射是其中的一个重要因素,它可以导致航天器表面材料的电荷积累和电荷放电。通过测量航天器表面材料的紫外光电子发射产额(photoelectron emission yield,PEEY),获得... 空间环境会对航天器在轨效能发挥产生强烈影响,紫外(ultraviolet,UV)辐射是其中的一个重要因素,它可以导致航天器表面材料的电荷积累和电荷放电。通过测量航天器表面材料的紫外光电子发射产额(photoelectron emission yield,PEEY),获得光电发射基本数据,进行表面带电仿真分析,是研究航天器表面材料带电问题的一个重要方法。本文首先介绍PEEY理论模型的发展,包括福勒-杜布里奇(Fowler-Dubridge,FD)模型、一步模型、基于三步光电发射理论的三步模型(three-step model,TSM)/蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)模型以及基于矩的(momentsbased,MB)发射模型和量子模型(quantum model,QM),对各个模型的研究方法和适用条件进行分析对比,梳理PEEY模型的发展脉络。然后介绍PEEY的实验测试应用,包括国内外紫外光电子产额谱(UV-PEEY)仪器的发展和典型空间材料的PEEY实验研究,并着重讨论外界条件和表面条件对PEEY的影响,最后对空间表面材料PEEY的深入研究提出建议。 展开更多
关键词 航天器表面材料 光电子发射产额 量子效率 三步发射理论 理论模型
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