艦船在海洋中航行時船殼會發(fā)生電化學(xué)腐蝕。采用陰極保護(hù)技術(shù)可以減小船殼腐蝕,但會產(chǎn)生腐蝕電流,并在艦船周圍激發(fā)軸頻電場。由于電場探測技術(shù)的發(fā)展和電場引信水雷的存在,軸頻電場給艦船安全性帶來了威脅。精確檢測螺旋槳傳動軸腐蝕電流的大小,是研究艦船外部電場和磁場的重要基礎(chǔ)。然而傳動軸腐蝕電流幅值變化范圍大,檢測環(huán)境復(fù)雜,干擾較大,精確測量轉(zhuǎn)軸電流有較大難度。同時,為保證傳動軸結(jié)構(gòu)完整,不能使用采樣電阻等簡單方法進(jìn)行電流測量�；诖�,本文設(shè)計(jì)了一種非接觸式的電流檢測系統(tǒng),具有高穩(wěn)定性,高精度,抗干擾的特點(diǎn)。通電導(dǎo)線周圍會產(chǎn)生環(huán)形磁場,通過檢測磁場可以間接反映被測電流的大小。作者基于該原理,針對艦船螺旋槳傳動軸腐蝕電流檢測需求,設(shè)計(jì)了一個具有差分結(jié)構(gòu)的空間測磁系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)在不接觸傳動軸的條件下間接檢測傳動軸腐蝕電流。作者選擇性能優(yōu)越、應(yīng)用廣泛的AMR（各向異性磁阻效應(yīng)）傳感器作為本系統(tǒng)的敏感元件。并使用雙傳感器對被測電流進(jìn)行檢測,通過差分處理后,可以消除環(huán)境磁場中對傳感器產(chǎn)生的共模干擾。本文首先針對艦船螺旋槳傳動軸電流產(chǎn)生的磁場進(jìn)行了仿真,主要仿真了電流檢測系統(tǒng)的可行性,傳感器的安裝方向,傳感器的安... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

外加陰極保護(hù)系統(tǒng)電流示意圖

紹非接觸式電流檢測的基本理論、聚磁環(huán)原理、各向異并介紹系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案、組成模塊、以及信號處理電流檢測原理理論，電流可以產(chǎn)生磁場。如圖 2-1 所示，在非無限長圍會激發(fā)環(huán)形的磁場，磁場的方向遵循右手螺旋定則。畢奧-薩伐爾定律計(jì)算得到：dB = k dzsinθ 2 0/4 ； 0為真空中磁導(dǎo)率；θ為導(dǎo)線與 P 點(diǎn)之間的角度得到 P 點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為：B = 0 4 0(cos 1cos 2)

一個圓柱形導(dǎo)體，流過導(dǎo)體的電流產(chǎn)生的磁場等效于圓柱流所產(chǎn)生的磁場。所以可以將螺旋槳傳動軸等效為一根導(dǎo)線。如距離固定，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 與電流 I 成線性關(guān)系，實(shí)現(xiàn)通過磁場來]。原理奧-薩伐爾定律可知，當(dāng)電流不變時，隨著遠(yuǎn)離導(dǎo)線的距離增加，假設(shè)被測導(dǎo)線電流為 100A，轉(zhuǎn)軸半徑為 1m，那么根據(jù)公式可以可產(chǎn)生的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度，大概為2 × 10 5T，即 0.2Gs，磁場轉(zhuǎn)軸腐蝕電流低于 100A，那么磁信號將會更小，即使將傳感器貼到的磁場信號也很微弱，去分辨微弱的電流變化就更加難了。所進(jìn)行放大。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于有限元的水下航行器腐蝕靜電場特性分析[J]. 余定峰,耿攀,徐正喜,陳濤.  船電技術(shù). 2016(06)
[2]基于有限元的艦船軸頻電場模擬源模型仿真[J]. 潘龍,胡佳飛,謝瑞芳,于洋,胡靖華,潘孟春.  艦船科學(xué)技術(shù). 2016(03)
[3]艦船軸頻電場數(shù)據(jù)的采集與處理研究[J]. 李松,石敏,杜鑫.  艦船科學(xué)技術(shù). 2015(12)
[4]基于半波激勵的磁調(diào)制傳感器設(shè)計(jì)與驗(yàn)證[J]. 王隆偉,王鮮,馮則坤.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2015(10)
[5]基于電流線等效的潛艇磁場估算與仿真[J]. 陳聰,魏勇,姚陸鋒,蔣治國,龔沈光.  電子與信息學(xué)報. 2015(02)
[6]基于主動式軸接地系統(tǒng)的艦船軸頻電場抵消方法[J]. 常明,姜潤翔,張伽偉,龔沈光.  海軍工程大學(xué)學(xué)報. 2015(01)
[7]基于小波空域相關(guān)的船舶軸頻電場檢測方法[J]. 賈亦卓,姜潤翔,龔沈光.  上海交通大學(xué)學(xué)報. 2013(07)
[8]基于AR模型參數(shù)的船舶軸頻電場實(shí)時檢測方法[J]. 姜潤翔,龔沈光.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報. 2013(08)
[9]基于小波尺度相關(guān)的船舶軸頻電場檢測方法[J]. 賈亦卓,姜潤翔,龔沈光.  華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2013(03)
[10]基于MMC212xMG的電流傳感器[J]. 熊顯名,莫榮軍.  儀表技術(shù)與傳感器. 2012(09)

博士論文
[1]水下船體陰極保護(hù)與腐蝕電磁場優(yōu)化控制研究[D]. 吳建華.大連理工大學(xué) 2012
[2]基于霍爾效應(yīng)和空芯線圈的電流檢測新技術(shù)[D]. 陳慶.華中科技大學(xué) 2008
[3]艦船腐蝕電磁場的測量及防護(hù)方法的研究[D]. 趙景波.哈爾濱工程大學(xué) 2006

碩士論文
[1]微弱電流檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 佘乾順.西北師范大學(xué) 2009
[2]微電流檢測方法的研究[D]. 王衛(wèi)勛.西安理工大學(xué) 2007



本文編號：3525318