磁悬浮检测技术的理论分析及应用研究

发布时间：2021-01-21 03:35

　　磁-阿基米德悬浮是近年来提出的一种结合抗磁悬浮与浮力原理,可以在永磁体条件下对抗磁性或弱磁性物质进行悬浮的新技术。本文基于磁-阿基米德悬浮,提出了一种磁悬浮检测方法的模型。该方法可以使被测样品在检测装置中达到稳定悬浮,通过测量样品的悬浮高度,可方便而精确地得到样品的密度。本文的研究取得了如下成果:（1）样品悬浮高度与密度之间的对应关系通过拟合法进行确立。拟合法通过对一组标准密度球在给定实验条件下的对应悬浮高度进行拟合,得出了可在任意条件下根据样品悬浮高度进行密度计算的计算公式,并通过多组标准密度球在不同实验条件下的实验对公式的准确性进行了验证。（2）基于安培环流假设与毕奥-萨伐尔定理,得到了磁悬浮检测装置的空间磁感应强度分布,并推导出样品密度与悬浮高度的对应关系方程。采用标准密度球对计算结果进行了实验验证,同时,对几种常用高分子材料的密度进行了测量,并与传统测量方法进行了对比。实验结果表明,磁悬浮检测方法具有很高的测量精度。此外,利用磁悬浮检测装置成功分离了密度差别仅有0.03g/cm³的两种高分子样品。（3）根据计算的磁悬浮检测装置空间磁感应强度分布,以及样品在... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
        1.1.1 物质的磁性
        1.1.2 抗磁悬浮
        1.1.3 磁-阿基米德悬浮
        1.1.4 磁悬浮检测技术
    1.2 本课题研究内容及研究意义
        1.2.1 本课题的研究内容
        1.2.2 本课题的研究意义
    1.3 本章小结
第2章 抗磁性物质密度的精确测量方法
    2.1 概述
    2.2 理论分析
    2.3 装置设计与实验方法
        2.3.1 试验装置
        2.3.2 样品悬浮高度测量方法
        2.3.3 实验流程
    2.4 实验结果与分析
        2.4.1 拟合实验
        2.4.2 验证实验
        2.4.3 更换磁铁的实验
        2.4.4 聚合物材料密度测量实验
        2.4.5 误差分析
    2.5 本章小结
第3章 磁悬浮检测方法测量密度的理论分析及应用
    3.1 概述
        3.1.1 安培分子环流假设
        3.1.2 毕奥-萨伐尔定理
    3.2 理论分析
        3.2.1 矩形磁铁的空间磁感应强度分布分析
        3.2.2 磁悬浮检测方法的数学模型
        3.2.3 相关假设
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 实验装置与实验方法
        3.3.2 d=45mm装置的公式验证实验
        3.3.3 d=45mm装置倾斜放置的公式验证实验
        3.3.4 d=60mm装置的公式验证实验
        3.3.5 聚合物样品的密度测量实验
        3.3.6 误差分析
        3.3.7 密度相近聚合物样品的分离实验
    3.4 本章小结
第4章 磁悬浮检测装置磁场分布分析
    4.1 问题的提出
    4.2 理论分析及结果验证
        4.2.1 单块磁铁的水平方向（B·▽）B分布
        4.2.2 合适磁铁距离条件下样品在中心线稳定悬浮的理论验证
        4.2.3 磁悬浮检测方法水平方向磁场分布对平衡的影响分析
        4.2.4 磁铁参数对d的极限的影响分析及验证
    4.3 本章小结
第5章 塑料光学透镜的磁悬浮检测方法
    5.1 概述
    5.2 原理与实验方案
        5.2.1 原理分析
        5.2.2 实验装置与实验方法
    5.3 实验结果及讨论
        5.3.1 合格透镜实验
        5.3.2 外形不完整透镜实验
        5.3.3 内部存在气泡透镜实验
        5.3.4 功能不合格透镜实验
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 发展与展望
参考文献
攻读硕士学位期间主要的研究成果
附录（常用抗磁性材料密度）


【参考文献】：
期刊论文
[1]实心固体物质密度测量方法研究[J]. 王君,张景元,章广帅,杨浩.  吉林大学学报(信息科学版). 2015(02)
[2]非球面塑料透镜模具设计及改进研究[J]. 王晓梅.  模具工业. 2015(02)
[3]基于MoldFlow的塑料非球面透镜注压模浇注系统设计[J]. 宋满仓,陈建勇.  模具制造. 2013(05)
[4]强磁重力环境对MG63成骨样细胞钙离子/钙调蛋白信号的影响[J]. 罗明志,李胜胜,高翔,吕毅,杨周岐,张维,商澎.  细胞与分子免疫学杂志. 2012(03)
[5]聚合物熔体密度在线测量在精密注射成型中的应用[J]. 许红,吴大鸣,刘颖,张亚军.  化工学报. 2012(01)
[6]超声波测量聚合物熔体密度[J]. 金艳,吴大鸣,何亚东,许红.  塑料. 2011(05)
[7]强磁重力环境对人成骨细胞发动蛋白-2表达和定位的影响[J]. 狄升蒙,骞爱荣,田宗成,张维,胡丽芳,尹大川,续惠云,瓮媛媛,商澎.  细胞生物学杂志. 2008(06)
[8]强磁重力环境对成骨细胞增殖、形态及其主要元素含量的影响[J]. 骞爱荣,张维,瓮媛媛,杨鹏飞,王哲,商澎.  第四军医大学学报. 2008(19)
[9]塑料密度的测定——理想气体状态方程法[J]. 王哲,陈莉津,肖爱玲,李建辉.  塑料工业. 2006(S1)
[10]塑料非球面透镜在头盔3D显示中的应用[J]. 孙强,柳荣,朴仁官,葛振杰,赵秋玲.  光学精密工程. 2005(01)

硕士论文
[1]LED光学模具结构设计与分析[D]. 谭国文.广东工业大学 2014
[2]非球面塑料透镜注射压缩模具与成型工艺仿真[D]. 陈建勇.大连理工大学 2013
[3]磁阿基米德反磁微操纵器件的研究[D]. 王群.上海交通大学 2012
[4]基于MEMS的抗磁微操纵研究[D]. 李世鹏.上海交通大学 2011



本文编号：2990378