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電生磁范文第1篇

電生磁范文第2篇

找來(lái)各種面值新舊不同版本的硬幣，用磁鐵試一試哪些能夠被吸引？其實(shí)，磁鐵除了能吸引鐵之外，還能吸引鈷和鎳等物質(zhì)。我們把像磁鐵一樣具有磁性的物體稱為磁體。磁體不同位置的磁性強(qiáng)弱是不同的，你可以將一個(gè)條形磁鐵平放在一堆大頭釘中，將條形磁體拿起來(lái)你會(huì)發(fā)現(xiàn)，兩端吸引的大頭釘最多，而中間幾乎不吸引。磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫磁極，任何一個(gè)磁體都有N極和S極兩個(gè)磁極。你可以試一試，將兩個(gè)磁體的N極相對(duì)，再將一個(gè)磁體的N極和另一個(gè)磁體的S極相對(duì)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)同名的磁極會(huì)相互排斥，而異名的磁極會(huì)相互吸引。很有趣吧！磁懸浮列車就是根據(jù)這個(gè)原理制造的。

我們生活中所使用的磁體有些是天然磁體，而有些則是按照我們的具體需要制成的各式各樣形狀的人造磁體，要制造人造磁體需要磁性材料。鐵被磁化后，磁性容易消失，稱為軟磁材料。鋼被磁化后，磁性能長(zhǎng)期保持，稱為硬磁性材料。所以制造永磁體使用鋼，制造電磁鐵的鐵芯使用軟鐵。生活中我們所使用的銀行磁卡、錄音磁帶、存儲(chǔ)的磁盤等都應(yīng)用了磁性材料。

在磁體周圍存在著一種我們看不見、摸不到的物質(zhì)―――磁場(chǎng)。磁場(chǎng)雖然看不見，但卻像我們身邊的桌椅一樣真實(shí)存在。不信，你可以用一塊磁鐵去靠近靜止在桌面上的小磁針，小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)了，這就是磁鐵周圍磁場(chǎng)對(duì)小磁針作用的結(jié)果。磁場(chǎng)既有大小也有方向，為了能夠直觀形象地描述磁場(chǎng)，我們可以在磁體周圍放一些小磁針，當(dāng)小磁針靜止后，把小磁針?biāo)谖恢糜脦Х较虻那€連接起來(lái)。任何一點(diǎn)的曲線方向都和放在該點(diǎn)的磁針北極所指的方向一致，我們把這些曲線稱為磁感線。磁感線如同光線一樣，并不是客觀存在的，而是我們建立的一種理想模型。利用這些立體的分布在磁體周圍的磁感線，我們就可以根據(jù)曲線的疏密知道磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，而曲線上任一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。

地球其實(shí)就是一個(gè)巨大的磁體，在地球周圍存在著地磁場(chǎng)。如果在地球附近放一個(gè)小磁針，小磁針在地磁場(chǎng)作用下，靜止后就有一個(gè)固定的指向性。由于地磁場(chǎng)的南極在地理北極附近，小磁針靜止后N極就會(huì)指向地理北極。我國(guó)古代的四大發(fā)明之一―――指南針，就是這樣被發(fā)明出來(lái)的。信鴿能準(zhǔn)確地辨別方向也是依靠地磁場(chǎng)。不過(guò)，關(guān)于地磁場(chǎng)的形成原因目前還沒(méi)有一個(gè)確切的定論，或許有一天，你就是揭開這一奧秘的人喲！

我們可以用磁鐵在廢棄的材料堆里將鋼鐵等材料挑選出來(lái)回收利用。不過(guò)，你想過(guò)嗎：磁鐵可以幫我們把鋼鐵吸引起來(lái)，但怎么才能放下來(lái)呢？有沒(méi)有一種磁鐵，它的磁性可以由我們自由掌控呢？電磁鐵的發(fā)明將這一想法變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)，這還要感謝丹麥的物理學(xué)家奧斯特。在1840年的一天，奧斯特在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過(guò)時(shí)，放在導(dǎo)線旁邊的小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，這一發(fā)現(xiàn)令他興奮不已。經(jīng)過(guò)他的反復(fù)實(shí)驗(yàn)，終于證實(shí)了通電導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng)的事實(shí)。他證明了電和磁能相互轉(zhuǎn)化，這為電磁學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。他的這一偉大發(fā)現(xiàn)為人類的發(fā)展開辟了一條嶄新之路。

你可以找來(lái)一根大鐵釘，將導(dǎo)線密繞在鐵釘上，一個(gè)簡(jiǎn)易的電磁鐵就制成了。你現(xiàn)在可以在導(dǎo)線中通入電流，去試試看，它是否具有了磁性。如果斷開電流，磁性就會(huì)立即消失。而且，你在鐵釘上纏繞的線圈匝數(shù)越多，通過(guò)的電流越大，電磁鐵的磁性就會(huì)越強(qiáng)。當(dāng)你改變導(dǎo)線中的電流方向時(shí)，電磁鐵的磁極也會(huì)隨之改變。怎么樣，電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)還真不少吧！電磁鐵在我們的生活中發(fā)揮著重要的作用，電磁起重機(jī)、電鈴、磁懸浮列車等都有電磁鐵的應(yīng)用。更重要的是由電磁鐵引發(fā)制造出來(lái)的電磁繼電器更是實(shí)現(xiàn)了人們自動(dòng)控制電路和遠(yuǎn)距離控制電路的夢(mèng)想。

人類向前發(fā)展的腳步從未停止。當(dāng)奧斯特揭開了電能生磁這一事實(shí)后，人們又怎能放棄用磁來(lái)生電的想法呢？英國(guó)的物理學(xué)家法拉第就是擁有這一想法的杰出代表。他一直認(rèn)為，電和磁之間一定存在密切關(guān)系，而且可以相互轉(zhuǎn)化。他堅(jiān)信磁也一定能產(chǎn)生電，并決心用實(shí)驗(yàn)來(lái)證明它。開始的幾年中，他的各種努力都失敗了，但經(jīng)過(guò)近10年的時(shí)間，在他的不懈努力下，終于發(fā)現(xiàn)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流，這就是著名的電磁感應(yīng)原理。法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)原理是一個(gè)劃時(shí)代的偉大科學(xué)成就，它使人類獲得了打開電能寶庫(kù)的金鑰匙，開通了在電池之外大量產(chǎn)生電流的新道路。你一定見過(guò)市場(chǎng)上有一種不用電池的“環(huán)保手電”，里面的發(fā)電機(jī)就是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的。受此啟發(fā)，我相信你在很多設(shè)備中都能找到發(fā)電機(jī)的身影。

不過(guò)，為我們生活輸送電能的發(fā)電站所使用的發(fā)電機(jī)組就要復(fù)雜得多了。而且，發(fā)電場(chǎng)的發(fā)電機(jī)組為我們輸送的都是大小和方向發(fā)生周期性變化的電流，也就是我們常說(shuō)的交流電?？纯醇抑械碾娔鼙砩鲜遣皇菢?biāo)有“50Hz”的字樣？這就是交流電的頻率?！?0Hz”表示一秒鐘要完成50個(gè)周期，電流方向要改變一百次。頻率越高，電流方向改變得越快。看看你學(xué)習(xí)時(shí)所用護(hù)眼臺(tái)燈的銘牌，頻率一定很高吧！

法拉第是幸運(yùn)的，他在發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)原理的過(guò)程中，還找到了將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的方法。法拉第在奧斯特實(shí)驗(yàn)中得到啟發(fā)，認(rèn)為假如磁鐵固定，線圈就可能會(huì)運(yùn)動(dòng)。于是，他成功地發(fā)明了一種簡(jiǎn)單的裝置，在磁場(chǎng)中放入一個(gè)線圈，只要有電流通過(guò)線圈，線圈就會(huì)繞著一塊磁鐵不停地轉(zhuǎn)動(dòng)。事實(shí)上法拉第發(fā)現(xiàn)的通電線圈在磁場(chǎng)中可以受力轉(zhuǎn)動(dòng)正是今天我們所使用電動(dòng)機(jī)的制造原理。你不妨也自己親手制作一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，或許你的電動(dòng)機(jī)并不能順利的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，那是因?yàn)橐胱尵€圈在磁場(chǎng)中連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)還需要有換向器的幫助。換向器并不是一個(gè)復(fù)雜的元件，你可以在電動(dòng)玩具中拆開一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)，憑你的聰明才智一定能找到其中的奧妙。你能想象到一輛汽車上有多少個(gè)電動(dòng)機(jī)嗎？―――二三百個(gè)之多。你現(xiàn)在一定會(huì)對(duì)這些為我們創(chuàng)造今天幸福生活而不懈努力的科學(xué)家們感到由衷的敬佩吧！

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電流的磁效應(yīng)、電磁感應(yīng)、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用等這些電磁學(xué)的基本原理發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。當(dāng)你手拿電話與朋友聊天時(shí)，你可能不會(huì)想到電話與發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)有關(guān)吧。電話的基本原理：振動(dòng)強(qiáng)弱變化的電流振動(dòng)。如果從能量轉(zhuǎn)化的角度去思考，就是先將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，再將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，這種能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系不正是與發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)一致嗎？所以，電話的話筒應(yīng)用的是電磁感應(yīng)原理，而聽筒則是應(yīng)用了磁場(chǎng)對(duì)電流的作用這一原理。我們K歌時(shí)所用的麥克風(fēng)則與話筒原理相同，音箱中的揚(yáng)聲器則與聽筒是相同的原理?，F(xiàn)在你明白為什么揚(yáng)聲器中會(huì)有磁鐵了吧！.

電生磁范文第3篇

[關(guān)鍵詞]電磁輻射 風(fēng)險(xiǎn)量 SAR 日常照射

中圖分類號(hào)：U895 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）04-0185-02

前言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)在給我們帶來(lái)便利的同時(shí)也為我們的生活帶來(lái)了一些潛在的風(fēng)險(xiǎn)。高壓線、變電站、電臺(tái)、電視臺(tái)、雷達(dá)站、電磁波發(fā)射塔和電子儀器、醫(yī)療設(shè)備、辦公自動(dòng)化設(shè)備和微波爐、收音機(jī)、電視機(jī)以及手機(jī)等家用電器工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生各種不同頻率的電磁波。這些電磁波充斥空間，無(wú)色、無(wú)味、無(wú)形，可以穿透人體，造成污染。隨著電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人為電磁能量迅速增長(zhǎng)，電磁輻射已成為21世紀(jì)的主要污染源。由于目前國(guó)內(nèi)的電測(cè)輻射標(biāo)準(zhǔn)還不完善，各方面關(guān)于電磁輻射的研究并不多見，僅在97年時(shí)出臺(tái)了《電磁輻射環(huán)境保護(hù)管理辦法》以及《環(huán)境保護(hù)法》中第二十四條進(jìn)行了規(guī)定，我們對(duì)于電磁輻射的評(píng)估并沒(méi)有特別科學(xué)明晰的方法。

雖然國(guó)際非電離協(xié)會(huì)為了對(duì)公眾有著良好的保護(hù)，按全身平均比吸收率（SAR）取0.08w/kg劑量值制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)的《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步嚴(yán)格，規(guī)定在一天24h內(nèi)，任意連續(xù)6min按全身平均比吸收率（SAR）應(yīng)小于0.02w/kg，相應(yīng)于頻率30M-3000MHz段電場(chǎng)強(qiáng)度限值為12V/m，為了更進(jìn)一步加強(qiáng)管理，我國(guó)設(shè)定了普通項(xiàng)日環(huán)境影響評(píng)價(jià)管理值為5.4V/m，對(duì)應(yīng)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為5 V/m。但事實(shí)上每個(gè)普通民眾他們是無(wú)法準(zhǔn)確的獲得自己一天時(shí)間內(nèi)吸收了多少劑量的電磁輻射的。

1、問(wèn)卷調(diào)查概況

因此本文是一種對(duì)電磁輻射研究的新方法，本文隨機(jī)選取了重慶市大學(xué)城區(qū)域內(nèi)三所學(xué)校大學(xué)生作為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，通過(guò)對(duì)大學(xué)生群體在日常生活中常接觸的可能產(chǎn)生電磁輻射照射的設(shè)備設(shè)施進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)調(diào)查所得使用或接觸設(shè)備設(shè)施種類及時(shí)間分配具體權(quán)重，進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，配合調(diào)查問(wèn)卷所得數(shù)據(jù)即可對(duì)大學(xué)生群體當(dāng)前所處生活環(huán)境中存在的日常電磁輻射風(fēng)險(xiǎn)量有一個(gè)較為科學(xué)直觀的評(píng)估。

本次問(wèn)卷調(diào)查的發(fā)放范圍為重慶市沙坪壩區(qū)虎溪大學(xué)城的重慶大學(xué)、重慶師范大學(xué)、重慶科技學(xué)院三所高校。問(wèn)卷的天蝎回收是通過(guò)委托專業(yè)問(wèn)卷調(diào)查網(wǎng)站以及筆者本人現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)放回收實(shí)施開展，問(wèn)卷開篇的指導(dǎo)語(yǔ)對(duì)電磁輻射對(duì)人體可能存在的風(fēng)險(xiǎn)以及本研究對(duì)評(píng)估大學(xué)生群體電測(cè)輻射風(fēng)險(xiǎn)量的意義進(jìn)行了充分的闡述，最后完成有效問(wèn)卷117份，有效率91%。參與本次調(diào)研的人群皆屬于在校大學(xué)生群體，人群樣本中男女性別比例為1：1，調(diào)研結(jié)果具有準(zhǔn)確可靠性。

2、問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果

2.1 大學(xué)生日常電磁輻射風(fēng)險(xiǎn)要素

本次調(diào)查問(wèn)卷采用自由開放式的問(wèn)卷形式，通過(guò)對(duì)搜集到的問(wèn)卷答案進(jìn)行篩選、歸類、統(tǒng)計(jì)超過(guò)10%的選項(xiàng)得出大學(xué)生日常電磁輻射風(fēng)險(xiǎn)要素共分為三類：第一類為家電類，如電吹風(fēng)、臺(tái)燈、無(wú)線路由器等；第二類為電子設(shè)備類，如移動(dòng)電話、筆記本電腦、臺(tái)式電腦等；第三類為交通工具類，如輕軌、地鐵等。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖1所示：

2.2 電磁輻射風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備設(shè)施使用時(shí)間

本次調(diào)查問(wèn)卷采用自由開放式的問(wèn)卷形式，通過(guò)對(duì)搜集到的問(wèn)卷答案進(jìn)行篩選、歸類、統(tǒng)計(jì)得出可能具有電磁輻射風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)備設(shè)施平均每日使用時(shí)間為：平均每日使用電吹風(fēng)時(shí)間t1為6.68分鐘；平均每日使用臺(tái)燈時(shí)間t2為20.57分鐘：平均每日使用無(wú)線路由器時(shí)間t3為2.61小時(shí)；平均每日使用手機(jī)時(shí)間t4為4.33小時(shí)；平均每日使用臺(tái)式電腦時(shí)間t5為2.07小時(shí)；平均每日使用筆記本電腦時(shí)間t6為2.47小時(shí)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示：

3、電磁輻射風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備設(shè)施實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果

根據(jù)以上調(diào)研統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以及？《電磁輻射暴露限值和測(cè)量方法（GJB 5313-2004）》、《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則 電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)（HJ/T 10.3-1996）》等標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)，本文實(shí)驗(yàn)選用了RJ-5工頻場(chǎng)強(qiáng)儀進(jìn)行各種類型品牌電測(cè)輻射風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備的單位時(shí)間輻射量測(cè)量。

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量時(shí)均與輻射體正常工作時(shí)間內(nèi)取一定的時(shí)間間隔進(jìn)行測(cè)量，每個(gè)點(diǎn)測(cè)量觀察時(shí)間均大于10S，讀取本次測(cè)量的最大值。每種被測(cè)設(shè)備共測(cè)量5次取平均值。各種類各品牌設(shè)備單位時(shí)間內(nèi)電磁輻射當(dāng)量如表3所示：電吹風(fēng)單位時(shí)間電磁輻射量α1為0.081 W/m2，臺(tái)燈單位時(shí)間電磁輻射量α2為3.371 W/m2，無(wú)線路由器單位時(shí)間電磁輻射量α3為0.017 W/m2，手機(jī)單位時(shí)間電磁輻射量α5為0.492 W/m2，臺(tái)式電腦單位時(shí)間電磁輻射量α5為0.313 W/m2，筆記本電腦單位時(shí)間電磁輻射量α6為0.813 W/m2，

4、大學(xué)生日常電磁輻射風(fēng)險(xiǎn)量評(píng)估

雖然國(guó)際非電離協(xié)會(huì)為了對(duì)公眾有著良好的保護(hù)，按全身平均比吸收率（SAR）取0.08w/kg劑量值制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)的《電磁輻射防護(hù)規(guī)定（GB 8702-1988）》進(jìn)一步嚴(yán)格，規(guī)定在一天24h內(nèi)，任意連續(xù)6min按全身平均比吸收率（SAR）應(yīng)小于0.02w/kg，相應(yīng)于頻率30M-3000MHz段電場(chǎng)強(qiáng)度限值為12V/m，為了更進(jìn)一步加強(qiáng)管理，我國(guó)設(shè)定了普通項(xiàng)日環(huán)境影響評(píng)價(jià)管理值為5.4V/m，對(duì)應(yīng)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為5 V/m。但事實(shí)上每個(gè)普通民眾他們是無(wú)法準(zhǔn)確的獲得自己一天時(shí)間內(nèi)吸收了多少劑量的電磁輻射的。

W/m2是每平方米的功率，1W/m2照射1秒為1j/m2，因此按照《電磁輻射防護(hù)規(guī)定（GB 8702-1988）》中表3可以查到單位時(shí)間電磁輻射功率密度為0.4 W/m2，可以計(jì)算出每日電測(cè)輻射照射安全閾值為34.56kj/m2。根據(jù)上述各電磁輻射風(fēng)險(xiǎn)設(shè)施日均使用時(shí)間以及各設(shè)備設(shè)施單位時(shí)間電磁輻射量統(tǒng)計(jì)表可以計(jì)算得出大學(xué)生平均電磁輻射照射量為：t1*α1+ t2*α2+ t3*α3+ t4*α4+ t5*α5+ t6*α6=15.981 kj/m2，遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的安全閾值，因此大學(xué)生日常電磁輻射照射處于安全范圍內(nèi)。

參考文獻(xiàn)

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電生磁范文第4篇

關(guān)鍵詞：電磁超聲；無(wú)損檢測(cè)；煤炭生產(chǎn)

中圖分類號(hào)TG115.285文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼Bdoi:10.3969/j.issn.1005-2801.2015.12.079

電磁超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是現(xiàn)代無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域的一項(xiàng)較為先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)，作為無(wú)損檢測(cè)技術(shù)家族中的年輕成員，電磁超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)越來(lái)越受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，在各類無(wú)損檢測(cè)任務(wù)中發(fā)揮出越來(lái)越重要的作用。電磁超聲無(wú)損檢測(cè)檢測(cè)技術(shù)的產(chǎn)生及發(fā)展，也很大程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在應(yīng)用中的一些不足，極大提高了超聲檢測(cè)的精度，在技術(shù)應(yīng)用的范圍上也更加廣泛。

1電磁超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)原理簡(jiǎn)介

電磁超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是在超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)上，將電磁耦合技術(shù)與之結(jié)合，通過(guò)電磁耦合方式來(lái)實(shí)現(xiàn)超聲波的激發(fā)和接收。其進(jìn)行檢測(cè)的主要原理與傳統(tǒng)超聲波檢測(cè)技術(shù)的原理基本一致，主要是利用超聲波的強(qiáng)大穿透能力以及良好的方向性，使超聲波透入被檢測(cè)部件中，當(dāng)超聲波遇到部件的結(jié)構(gòu)底面，或是缺陷剖面時(shí)，會(huì)發(fā)生不同程度的反射，使超聲波方向發(fā)生改變，通過(guò)對(duì)回傳反射波的接收，以及對(duì)反射波特征的分析，進(jìn)而判斷被檢測(cè)部件是否存在缺陷以及其缺陷的特征。在傳統(tǒng)的超聲波無(wú)損檢測(cè)過(guò)程中，為保證充分的聲耦合，通常會(huì)使用水或機(jī)油等物質(zhì)作為耦合介質(zhì)，用以填充檢測(cè)探頭和被檢查表面之間的空隙。而在電磁超聲波檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用中，由于其采取了電磁耦合的方法，與被測(cè)部件不接觸，因此也不再需要使用耦合劑。電磁超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要有以下特點(diǎn)：（1）電磁超聲波形豐富，能夠有效實(shí)現(xiàn)表面缺陷的準(zhǔn)確檢測(cè)。（2）對(duì)被檢測(cè)部件表面質(zhì)量要求較傳統(tǒng)超聲波檢測(cè)技術(shù)更低。在檢測(cè)時(shí)對(duì)于被測(cè)部件表面質(zhì)量要求不高，也不需要進(jìn)行特殊加工處理，即使是很粗糙的表面也可進(jìn)行有效的探傷檢測(cè)。（3）非接觸檢測(cè)，無(wú)須耦合劑，適用范圍更廣。（4）檢測(cè)速度快，精度更高，發(fā)現(xiàn)自然缺陷能力更強(qiáng)。

2電磁超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在煤炭生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用

煤炭生產(chǎn)的作業(yè)環(huán)境中往往存在著大量的粉塵、煤屑、煤泥等，這也使得煤礦生產(chǎn)的各類機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)中容易受到影響而加速磨損，使設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷加大，如設(shè)備的部件本身存在著一定的缺陷，極有可能在惡劣工作條件下，導(dǎo)致缺陷的發(fā)展與擴(kuò)大，影響到設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，尤其一些關(guān)系到煤礦生產(chǎn)安全的設(shè)備部件，一旦出現(xiàn)嚴(yán)重的缺陷問(wèn)題，將會(huì)導(dǎo)致煤礦生產(chǎn)安全受到極大威脅。因此，加強(qiáng)對(duì)煤炭生產(chǎn)領(lǐng)域的各類機(jī)械設(shè)備的無(wú)損檢測(cè)，確保投入使用的設(shè)備部件的質(zhì)量，從而確保礦用機(jī)械設(shè)備功能性的正常發(fā)揮，有著極大的必要性。電磁超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在煤炭生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛，主要包括部件測(cè)厚與缺陷檢測(cè)兩方面。

2.1部件測(cè)厚

部件測(cè)厚的操作相對(duì)簡(jiǎn)單，主要是利用體波以及SV波在被檢測(cè)部件中傳播的時(shí)延特征，進(jìn)行部件厚度的測(cè)算。電磁超聲技術(shù)測(cè)厚的關(guān)鍵是波模純、聲束窄、脈沖窄（但要有足夠的幅度）及消除工件電、磁、聲性能的變化對(duì)測(cè)量的影響，其在煤礦機(jī)械設(shè)備部件的厚度測(cè)量中有著很好的效果，尤其對(duì)于一些無(wú)縫鋼管部件壁厚的檢測(cè)，以及一些大型機(jī)械設(shè)備的厚度檢測(cè)，電磁超聲檢測(cè)技術(shù)能夠得出比傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)更為準(zhǔn)確的厚度數(shù)據(jù)。同時(shí)對(duì)于部件壁厚的均勻程度也能進(jìn)行準(zhǔn)確地掌握，并判斷部件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以此來(lái)檢測(cè)部件生產(chǎn)的質(zhì)量，保障部件在煤礦機(jī)械設(shè)備中的正常使用，進(jìn)而保障煤礦生產(chǎn)的安全性及生產(chǎn)效率。

2.2部件缺陷檢測(cè)

部件缺陷檢測(cè)是保障煤礦生產(chǎn)安全的關(guān)鍵，其主要是利用電磁超聲的原理，通過(guò)對(duì)缺陷的回波與物體底面的回波的觀測(cè)來(lái)確定物體中缺陷的位置和大小。在實(shí)際檢測(cè)中主要以鋼絲繩、設(shè)備主軸以及其他關(guān)鍵金屬部件的缺陷檢測(cè)為主。對(duì)于鋼絲繩的檢測(cè)技術(shù)有很多，而利用電磁超聲波進(jìn)行鋼絲繩的探傷檢測(cè)可以發(fā)揮出良好的效果，電磁超聲對(duì)波形模式的控制以及對(duì)部件復(fù)雜表面的適應(yīng)性特點(diǎn)，都使電磁超聲檢測(cè)技術(shù)在鋼絲繩探傷檢測(cè)中要優(yōu)于傳統(tǒng)檢測(cè)方法，同時(shí)在缺陷檢測(cè)的準(zhǔn)確性也更高。主軸檢測(cè)在煤礦機(jī)械設(shè)備的檢測(cè)中也是十分重要的內(nèi)容，主軸是煤礦機(jī)械設(shè)備的核心部件，一旦缺陷擴(kuò)大或出現(xiàn)損壞，將會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的癱瘓，主軸結(jié)構(gòu)相較于鋼絲繩要更加簡(jiǎn)單，因此在對(duì)主軸的探傷檢測(cè)過(guò)程中，使用電磁超聲檢測(cè)可以實(shí)現(xiàn)更加快速準(zhǔn)確的缺陷探查。其他關(guān)鍵金屬部件的檢測(cè)主要包括，風(fēng)機(jī)底座、焊縫、葉片部分的缺陷檢測(cè)，項(xiàng)道支護(hù)用的錨桿的檢測(cè)，礦用運(yùn)輸設(shè)備的金屬部件檢測(cè)等。

3結(jié)束語(yǔ)

煤炭生產(chǎn)過(guò)程中機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用十分普遍，保障機(jī)械設(shè)備的部件質(zhì)量是保障煤炭生產(chǎn)安全的必要條件，而電磁超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在煤炭機(jī)械設(shè)備的缺陷檢測(cè)中具有良好的效果。目前，電磁超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)仍處于發(fā)展的過(guò)程中，相信隨著該技術(shù)的不斷完善，將會(huì)在未來(lái)的煤炭生產(chǎn)以及社會(huì)其他領(lǐng)域中獲得更大的發(fā)展空間。

【參考文獻(xiàn)】

電生磁范文第5篇

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；超聲波測(cè)距；電磁鐵

Automobile electromagnet collision avoidance system based on ultrasonic distance measurer

Tong Guodong, Xu Hua, Liu Tiesheng, Yao Susu

Yancheng teachers university, Yancheng, 224002, China

Abstract: An automobile collision avoid system is proposed in this paper. On the one hand, the sound alarm unit in this system can give a warn signal to the driver to make the car slow down if distance of adjacent car is too near; on the other hand, the electromagnet is used to reduce the speed of the car. Thus, the automobile collision may be avoided effectively by the useage of the proposed system. When the power of the system is on, it firstly calculate the distance of adjacent cars via ultrasonic distance measurer. Then sound alarm unit will be triggered by the MCU to warn the driver slow down his car if the measured distance is smaller than the predetermined value. At the same time, the electromagnet unit is activated.

Key words: MCU; ultrasonic distance measurer; electromagnet

隨著汽車擁有量的不斷增加，安全駕駛越來(lái)越成為大家關(guān)注的焦點(diǎn)，特別是在天氣情況較差或司機(jī)處于相對(duì)疲勞狀態(tài)時(shí)，汽車防撞系統(tǒng)(Collision Avoidance System, CAS)的設(shè)計(jì)和需求就顯得更為重要和迫切[1]。目前的汽車防撞系統(tǒng)主要基于激光測(cè)距、紅外測(cè)距以及采用無(wú)線收發(fā)模塊等[2-4]，較新的方案還包括基于UWB技術(shù)的無(wú)線防撞系統(tǒng)[5]。已有的這些方案主要是根據(jù)系統(tǒng)測(cè)定的結(jié)果，通過(guò)語(yǔ)音提示司機(jī)人為減速來(lái)達(dá)到安全駕駛的目的；但是高速行駛中的汽車有著很大的慣性，剎車距離較長(zhǎng)，完全依靠司機(jī)的臨時(shí)減速，特別是司機(jī)疲勞或者沒(méi)有集中注意力時(shí)，往往很難達(dá)到好的安全駕駛效果。

我們?cè)O(shè)計(jì)了一種能夠自動(dòng)輔助減速的防撞裝置，使得汽車能夠自主提前減速，達(dá)到安全駕駛的目的。該設(shè)計(jì)以STC89C52單片機(jī)為主控單元，利用超聲波測(cè)距，在汽車與其他汽車的距離小于事先設(shè)定的安全距離時(shí)，啟動(dòng)語(yǔ)音報(bào)警裝置，提醒司機(jī)減速，并同時(shí)啟動(dòng)電磁鐵減速單元。該裝置成本低廉，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，汽車如果能夠配備該裝置，則可以在行駛過(guò)程中達(dá)到汽車自主輔助減速的目的。

1 系統(tǒng)工作原理

1.1 方案框圖

汽車電磁防撞裝置的具體框圖如圖1所示，該裝置由超聲波測(cè)距單元、單片機(jī)控制單元、語(yǔ)音報(bào)警單元以及電磁鐵減速單元和復(fù)位電路等部分組成。需要說(shuō)明的是，該裝置需要在車前和車后都安裝，以起到較為全面的安全防撞作用。

圖1 汽車電磁防撞裝置框圖

汽車在行進(jìn)過(guò)程中，車前和車后防撞裝置中的超聲波測(cè)距單元都處于工作狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到自身與其他汽車的距離小于安全距離時(shí)，系統(tǒng)將發(fā)送信息給主控單片機(jī)單元，單片機(jī)將發(fā)送相應(yīng)指令給語(yǔ)音報(bào)警單元提示司機(jī)采取相應(yīng)措施，同時(shí)汽車中的電磁鐵減速單元也會(huì)收到單片機(jī)的啟動(dòng)指令，兩輛汽車的電磁鐵減速單元就會(huì)迅速啟動(dòng)，電磁鐵減速單元可以都設(shè)置為同名N極，由于同性磁極的相互排斥作用，使得汽車能夠達(dá)到自主減速的目的，有效避免了汽車相撞的發(fā)生。如果未達(dá)到設(shè)定距離，則電磁鐵單元不會(huì)開啟，汽車處于正常行駛狀態(tài)，當(dāng)然此時(shí)的超聲波測(cè)距單元仍然處于監(jiān)測(cè)狀態(tài)。

1.2 系統(tǒng)工作模式

汽車防撞主要為正面防撞和追尾防撞兩類方式，每一類方式中除了在同一車道上的相撞之外，還有可能存在與其他車道上的車輛的左側(cè)相撞或右側(cè)相撞，具體的示意圖如圖2所示。

a 正面防撞示意圖

b 追尾防撞示意圖

圖2

圖2(a)所示為A車和B車在相向行駛時(shí)的示意圖，兩車車頭安裝的防撞裝置中的超聲波測(cè)距單元不斷監(jiān)測(cè)距離，當(dāng)檢測(cè)到兩車車頭之間的距離達(dá)到事先設(shè)定的安全距離時(shí)，啟動(dòng)各自車頭防撞裝置中的減速單元，如圖2所示，都作為N極出現(xiàn)，則兩車間產(chǎn)生排斥力，達(dá)到自主減速的目的，起到防止正面相撞的效果。

圖2(b)中A車和B車同向行駛，存在追尾的風(fēng)險(xiǎn)，同理，當(dāng)B車的車速相對(duì)較快，B車車頭和A車車尾防撞裝置中測(cè)距單元檢測(cè)到兩車之間的距離小于事先設(shè)定的安全距離時(shí)，各自向主控單片機(jī)發(fā)出信息，主控單片機(jī)分別下達(dá)啟動(dòng)電磁減速單元的指令，使得B車車頭和A車車尾防撞裝置中的電磁減速單元開始工作，將B車車頭和A車車尾裝置中的磁極均設(shè)為N極，因此產(chǎn)生了排斥力，使得兩車有效避免了追尾相撞的事故。

在超聲波測(cè)距單元電路中，發(fā)射和接收超聲波的超聲傳感器，在距離監(jiān)測(cè)中起著關(guān)鍵的作用，傳感器在發(fā)射超聲波時(shí)，能量呈扇形分布，但是并不是均勻分布的，一般以傳感器的中軸線方向?yàn)樽顝?qiáng)，而向兩邊逐漸減弱，當(dāng)發(fā)射能量減小到一半左右時(shí)，此時(shí)的方向與中軸線的夾角稱為“波束角”，波束角是超聲波傳感器探測(cè)范圍的主要參數(shù)，一般在30°左右。因此除了圖2(a)和(b)的兩種情況外，傳感器還可以探測(cè)到相鄰車道中的汽車，起到左側(cè)防撞和右側(cè)防撞的效果。

通過(guò)超聲波測(cè)距單元電路，利用回波時(shí)間計(jì)算出相鄰汽車之間的距離，進(jìn)而結(jié)合主控單片機(jī)，與事先設(shè)定的安全距離比較后，如果得出距離過(guò)近的結(jié)果，單片機(jī)啟動(dòng)語(yǔ)音電路和電磁減速單元電路，一方面提醒司機(jī)減速，另一方面利用同極磁體的排斥力進(jìn)行自主減速，最大限度起到正面防撞以及追尾防撞的效果。

2 系統(tǒng)硬件電路

2.1 主控單片機(jī)電路

系統(tǒng)中采用了低電壓、高性能的STC89C52單片機(jī)，它是STC89C51的增強(qiáng)型號(hào)，其中包含了可反復(fù)擦寫的8 kB的程序存儲(chǔ)器和12 B的RAM，器件采用高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，可以完全兼容標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51系統(tǒng)。

STC89C52單片機(jī)的工作電壓為5 V，最高的工作頻率為24 MHz，有40個(gè)引腳，其中包含32個(gè)雙向的I/O端口，2個(gè)全雙工通信口，2個(gè)讀寫口線以及3個(gè)16位的可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器。該單片機(jī)中可反復(fù)擦寫的Flash存儲(chǔ)器可以有效降低開發(fā)的成本，使得STC89C52單片機(jī)得到了廣泛的使用。

2.2 語(yǔ)音報(bào)警單元電路

該部分采用ISD1420P語(yǔ)音芯片及電路實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音報(bào)警提示功能，ISD1420P芯片內(nèi)部包含片上時(shí)鐘、麥克風(fēng)前置放大器等，它采用模擬存儲(chǔ)技術(shù)，能夠提供20秒的錄放時(shí)間，且斷電不丟失，語(yǔ)音質(zhì)量高。

電路主要由駐極體話筒和揚(yáng)聲器加少量電容電阻組成，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)的輸入輸出，并且用1個(gè)二極管作為錄音指示燈，通過(guò)8根地址線和2根錄放控制線與單片機(jī)相連。在錄音模式中，單片機(jī)將27腳置低，并送出相應(yīng)的地址，從而實(shí)現(xiàn)分段錄音。錄音時(shí)發(fā)光二極管D1被點(diǎn)亮，D1熄滅表示錄音結(jié)束。在需要報(bào)警時(shí)，只需要由單片機(jī)P0口送出所需報(bào)警內(nèi)容的存儲(chǔ)地址，給24腳一個(gè)下降沿信號(hào)，即開始放音，通過(guò)更改地址即可播放不同的預(yù)錄語(yǔ)音信號(hào)，如可以事先錄下“注意本車道正面防撞”“注意本車道追尾防撞”“注意左側(cè)車道追尾防撞”等多種可能的語(yǔ)音報(bào)警內(nèi)容，供單片機(jī)在實(shí)際行駛過(guò)程中根據(jù)具體情況調(diào)用，語(yǔ)音芯片接口原理圖如圖3所示。

圖3 語(yǔ)音芯片ISD1420P接口原理圖

2.3 超聲波測(cè)距單元電路

該單元電路以超聲波的發(fā)射、接收單元為核心，發(fā)射探頭發(fā)射超聲波后，遇到障礙物返回，接收探頭接收到相應(yīng)的信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大、整形等處理后發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)超聲波的往返時(shí)間間隔以及傳播速度計(jì)算得障礙物的距離[6]。

在本系統(tǒng)中采用了DYP-ME007 V2超聲波測(cè)距模塊，圖4為其實(shí)物圖。管腳1～5分別定義為：Vcc，Trig，Echo，Out，GND。

該模塊包括了超聲波發(fā)射單元、超聲波接收單元和控制電路，以及溫度補(bǔ)償。該模塊可以提供0.02～5 m的測(cè)距范圍，當(dāng)該模塊收到一個(gè)觸發(fā)信號(hào)后，發(fā)射單元將開始發(fā)射超聲波信號(hào)，如果探測(cè)范圍內(nèi)有障礙物，則接收單元會(huì)收到返回的信號(hào)，利用發(fā)送信號(hào)和返回信號(hào)的時(shí)間差則可以計(jì)算得到障礙物的距離。

圖4 DYP-ME007模塊實(shí)物圖

使用該模塊時(shí)，需要占用單片機(jī)的兩個(gè)I/O口，一個(gè)I/O口作為觸發(fā)端，另一個(gè)I/O口作為回波PWM信號(hào)捕捉引腳。在開始寫入程序時(shí)，先在Trig引腳給一個(gè)大約為10 ms的高電平觸發(fā)信號(hào)，同時(shí)該模塊的內(nèi)部將發(fā)出8個(gè)40 kHz的周期脈沖并檢測(cè)相應(yīng)回波信號(hào)，同時(shí)讀出環(huán)境溫度，計(jì)算出真實(shí)的距離值，并將其變換成一個(gè)PWM的信號(hào)從Echo引腳輸出。因此只需要讀出PWM信號(hào)的高電平持續(xù)時(shí)間，由于該模塊帶有溫度補(bǔ)償，因此不管溫度為多少，距離計(jì)算時(shí)只需要用340 m/s即可，如果沒(méi)有收到回波信號(hào)，則模塊的回響信號(hào)腳將輸出約65 ms的電平，以防止發(fā)射信號(hào)的影響。

2.4 電磁鐵模塊

如圖5所示為電磁鐵的驅(qū)動(dòng)原理圖，電磁鐵利用通電的鐵心線圈吸引銜鐵，當(dāng)電源斷開時(shí)，電磁鐵的磁性隨之消失。電磁鐵主要由線圈、鐵芯和銜鐵組成。本裝置采用U型電磁鐵作為小車防撞的主要設(shè)備，它包含一個(gè)U型鐵芯，兩個(gè)線圈和銜鐵，線圈面纏繞塑料帶表示線圈的繞向，電磁鐵做成U型可以使磁感線在工件內(nèi)形成通路，能大大增強(qiáng)排斥力。本設(shè)計(jì)采用的是車頭和車尾裝配統(tǒng)一的U電磁鐵。車頭和車尾N極和S極都在同一側(cè)。能夠使兩個(gè)車同向和相向行駛時(shí)，都產(chǎn)生斥力。

圖5 電磁鐵驅(qū)動(dòng)原理圖

當(dāng)超聲波測(cè)距單元檢測(cè)到障礙物時(shí)，單片機(jī)P0口的相應(yīng)管腳輸出低電平，光耦芯片(Optoislator1)內(nèi)部的發(fā)光二極管發(fā)光，另一邊三極管由以前的截止?fàn)顟B(tài)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，電源電壓加到電磁鐵P7上，電磁鐵開始正常工作。

3 結(jié)束語(yǔ)

筆者設(shè)計(jì)了一種以STC89C52單片機(jī)為控制核心的汽車電磁防撞裝置，在汽車的車前和車后普遍安裝該裝置時(shí)，汽車在行駛過(guò)程中，該車與其他相鄰汽車的超聲波測(cè)距電路均在監(jiān)測(cè)工作狀態(tài)中，如果發(fā)現(xiàn)低于安全距離，則兩車一方面啟動(dòng)各自系統(tǒng)中的語(yǔ)音報(bào)警裝置，提示司機(jī)人為減速，另一方面，各自系統(tǒng)的單片機(jī)發(fā)出信號(hào)，分別啟動(dòng)電磁鐵單元電路，產(chǎn)生同性相斥的阻力，達(dá)到主動(dòng)減速的目的，與司機(jī)的人為減速一起，最大限度上避免汽車的相撞，車前和車后安裝該裝置，還考慮到了正面防撞和追尾防撞兩種狀況。如果采用其他性能更好和探測(cè)范圍更大的超聲波測(cè)距單元[7]，或者超聲波測(cè)距陣列，可以提供更大范圍、更為準(zhǔn)確的探測(cè)和防撞。

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