新一代微型超高灵敏度原子磁强计正在开发中,并已集成到军事系统中。这些新系统整合了微机电系统、原子物理学、光学、电磁学和数据采集方法方面的进步,在总磁场灵敏度方面实现了创纪录级别的性能,同时实现了尺寸、重量和功率的大幅降低。非常小规模的传感器(大约几立方厘米)已在标量和矢量模式下进行了演示,并集成到各种国防应用的设计中。我们工作的重点是将这些传感器实际集成到操作平台中。在工作环境中使用这些传感器有许多意义,例如优化信噪比、检测概率和误报缓解。为各种军事目标检测、定位和特性描述任务开发可在地球磁场中有效运行的传感器模块和平台的挑战是巨大的。我们研究平台和环境噪声的缓解以及传感器阵列和相关数据采集系统的开发。除了建模和模拟之外,还通过初步实验数据研究了传统低频磁力仪的变化和增强。特别是,我们讨论了传感器控制、目标地理定位和数据处理的独特部署概念。重点放在针对平台子集(小型无人地面、无人海底和无人驾驶飞行器)和感兴趣的目标定制的具有特定带宽灵敏度的原型上。应用包括海底和地下威胁检测配置 - 特别是与固定或移动爆炸物和紧凑金属目标(如弹药、简易威胁装置、潜艇和其他危险物体)相关的配置。我们展示了微型磁传感器的当前和未来特性的潜力,包括非常高的磁场灵敏度、带宽选择性、源场控制和阵列处理。
摘要:磁传感器元件的准确测量一直是磁场应用中的重要问题,但传感器系统中存在不可避免的误差,在使用前需要进行校正。常见的标量校正方法难以对传感器元件进行有效校正,因为它需要均匀稳定的背景磁场,并且依赖于磁场模量。因此,设计了一套可用于传感器矢量校正的三轴亥姆霍兹线圈,以产生受控的标准磁场。分析了线圈的设计指标、均匀区大小以及磁场与电流的关系,为传感器元件的有效校准提供依据。测量结果表明,本文设计的线圈的均匀区大小和磁场精度满足设计要求。同时,利用该线圈进行传感器阵列标定和磁目标定位,使传感器误差降低了3个数量级,磁目标定位精度达到0.1m,实用效果良好。
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摘要:磁传感器广泛应用于航空发动机及其健康管理系统,但由于永磁体随着温度升高会失去磁性,因此很少安装在发动机热段。本文提出并验证了模型和设计方案,旨在提高电感式传感器的性能,用于测量高压压缩机和涡轮机中高温(200-1000°C)运行的叶片的运动。研究了叶片与传感器的相互作用。制作了传感器的原型,并在转速为 7000 rpm 的 RK-4 转子装置上进行了测试,其中传感器头的温度逐渐升高到 1100°C。将传感器信号电平与在室温下运行的相同传感器的信号电平进行了比较。加热的传感器连续工作,产生的输出信号电平不会发生显着变化。此外,一组六个探头通过了 SO-3 涡轮喷气发动机的初始发动机测试。经证实,所提出的电感式传感器设计适用于在 1000°C 以下运行的压缩机和燃气轮机最后阶段的叶片健康监测 (BHM),即使没有专用的冷却系统也是如此。在实际发动机应用中,传感器性能将取决于传感器的安装方式和可用的散热能力。所提出的技术扩展了永磁体的工作温度,并不特定于叶片振动,但可以适用于飞机发动机热段的其他磁测量。
新一代微型超高灵敏度原子磁强计正在开发中,并被集成到军事系统中。这些新系统汇集了微机电系统、原子物理学、光学、电磁学和数据采集方法方面的进步,在总磁场灵敏度方面实现了创纪录级别的性能,同时实现了尺寸、重量和功率的大幅降低。非常小规模的传感器(大约几立方厘米)已经在标量和矢量模式下进行了演示,并集成到各种国防应用的设计中。我们的工作重点是将这些传感器实际集成到操作平台中。在工作环境中使用这些传感器有许多意义,例如优化信噪比、检测概率和误报缓解。开发在地球磁场中有效运行的工作传感器模块和平台以用于各种军事目标检测、定位和特性描述任务的挑战是巨大的。我们研究了平台和环境噪声的缓解以及传感器阵列和相关数据采集系统的开发。除了建模和模拟之外,我们还通过初步实验数据研究了传统低频磁力测量的变化和增强。特别是,我们讨论了传感器控制、目标地理定位和数据处理的独特部署概念。重点放在针对平台子集(小型无人地面、无人水下和无人驾驶飞行器)和感兴趣的目标定制的具有特定带宽灵敏度的原型上。应用包括用于海底和地下威胁检测的配置 - 特别是与固定或移动爆炸物和紧凑金属目标(如弹药、简易威胁装置、潜艇和其他危险物体)相关的配置。我们展示了微型磁传感器的当前和未来功能的潜力,包括非常高的磁场灵敏度、带宽选择性、源场控制和阵列处理。
为目标的材料合成实验并寻找新材料。显示了每个项目获得的直接结果的摘要。 [1] AT 4 我们根据结果研究了合成新物质的可能性。在此过程中,我们关注的是 A 3 T 4 Al 12,它是一种外围材料,尽管它与方钴矿结构不同。例如,在Gd 3 Ru 4 Al 12 中,电子自旋表现出螺旋磁序,有人指出它可能与传导电子结合而表现出拓扑量子磁性[1-2]。以此报告为参考进行进一步研究后,我们预计Os取代产物可能会表现出更明显的拓扑量子磁性,因此我们继续反复试验以确定是否可以合成它。 2002年报道了这种材料的合成[3],但尚未获得单晶,预期的拓扑量子磁性也是未知的。 通常,提拉法和浮区法等提取方法用于生长金属间化合物晶体,但由于使用剧毒原料(本实验中使用Os),因此无法使用这些方法。 。替代助焊剂和化学品运输方法已尝试了一年多,但没有成功。最终,我们设计了独特的高压反应容器,并利用高压自熔法成功生长了Gd 3 Os 4 Al 12 晶体(图1)。 使用Ta胶囊(外径5.9mm×高7.0mm×厚度0.2mm,Sunric制造)作为高压容器,并且使用BN内胆以避免与样品粉末直接接触。 BN内层是通过切割BN成型品(圆棒、直径5.4mm×长度100mm、Denka N-1)而制作的。 BN内衣预先在真空中1500℃和氮气中1900℃下进行热处理以去除杂质。将原料粉末填充Ta胶囊并密封的工作均在手套箱中进行,以防止Os粉末氧化。
摘要:在智慧城市中,传感器是必不可少的元素——最新交通信息的来源。本文讨论连接到无线传感器网络 (WSN) 的磁传感器。它们投资成本低、使用寿命长且易于安装。但是,在安装过程中仍需要局部扰动路面。往返日利纳市中心的所有车道都配有传感器,每五分钟发送一次数据。它们发送有关交通流强度、速度和成分的最新信息。LoRa 网络确保数据传输,但在发生故障时,4G/LTE 调制解调器可实现备用传输。这种传感器应用的缺点是其准确性。研究任务是将 WSN 的输出与交通调查进行比较。在选定的道路剖面上进行交通调查的适当方法是使用 Sierzega 雷达进行视频录制和速度测量。结果显示值失真,主要是在短时间间隔内。磁传感器最准确的输出是车辆数量。另一方面,交通流组成和速度测量相对不准确,因为不容易根据动态长度识别车辆。传感器的另一个问题是频繁的通信中断,这会导致中断结束后值的累积。本文的第二个目标是描述交通传感器网络及其可公开访问的数据库。最后,有几种数据使用建议。
*1. B OPN 、B OPS :动作点 B OPN 及 B OPS 是增加(将磁铁靠近)磁铁 (N 极或 S 极) 施加于本 IC 的磁通密度后,输出电压 (V OUT ) 发生变化时的磁通密度值。 即使磁通密度超过 B OPN 或 B OPS ,V OUT 仍会保持该状态。 *2. B RPN 、B RPS :解除点 B RPN 及 B RPS 是减少(将磁铁远离)磁铁 (N 极或 S 极) 施加于本 IC 的磁通密度后,输出电压 (V OUT ) 发生变化时的磁通密度值。 即使磁通密度低于 B RPN 或 B RPS ,V OUT 仍会保持该状态。 *3. B HYSN 、B HYSS :滞后宽度 B HYSN 及 B HYSS 分别是 B OPN 与 B RPN 、B OPS 与 B RPS 之差。备注 磁密度单位mT可以用公式1 mT = 10高斯进行换算。
摘要 — 提出了一种基于分布式磁传感器磁异常检测的新型车辆定位与跟踪方法。首先,利用总磁场,本文提出了一种不受旋转振动影响的总场匹配 (TFM) 方法来执行目标定位。我们不直接反转非线性磁偶极子方程,而是使用 TFM 方法来找到次优目标位置,然后应用线性卡尔曼滤波器跟踪目标。因为目标动力学与定位方程之间是线性关系。通过模拟进行案例研究,得出估计轨迹 (d, ϕ) = (70.8 m, 44.9°),该轨迹与实际轨迹 (d, ϕ) = (70.5 m, 45°) 非常吻合。对于车辆跟踪,户外实验结果显示基于四种不同的传感器网络配置的估计精度较高。