磁懸浮檢測技術的理論分析及應用研究.pdf

1、磁-阿基米德懸浮是近年來提出的一種結合抗磁懸浮與浮力原理，可以在永磁體條件下對抗磁性或弱磁性物質(zhì)進行懸浮的新技術。本文基于磁-阿基米德懸浮，提出了一種磁懸浮檢測方法的模型。該方法可以使被測樣品在檢測裝置中達到穩(wěn)定懸浮，通過測量樣品的懸浮高度，可方便而精確地得到樣品的密度。本文的研究取得了如下成果:
　　(1)樣品懸浮高度與密度之間的對應關系通過擬合法進行確立。擬合法通過對一組標準密度球在給定實驗條件下的對應懸浮高度進行擬合，得出了

2、可在任意條件下根據(jù)樣品懸浮高度進行密度計算的計算公式，并通過多組標準密度球在不同實驗條件下的實驗對公式的準確性進行了驗證。
　　(2)基于安培環(huán)流假設與畢奧-薩伐爾定理，得到了磁懸浮檢測裝置的空間磁感應強度分布，并推導出樣品密度與懸浮高度的對應關系方程。采用標準密度球?qū)τ嬎憬Y果進行了實驗驗證，同時，對幾種常用高分子材料的密度進行了測量，并與傳統(tǒng)測量方法進行了對比。實驗結果表明，磁懸浮檢測方法具有很高的測量精度。此外，利用磁懸浮檢測

3、裝置成功分離了密度差別僅有0.03g/cm3的兩種高分子樣品。
　　(3)根據(jù)計算的磁懸浮檢測裝置空間磁感應強度分布，以及樣品在空間任意一點的受力方程，本文分析了磁鐵參數(shù)與裝置尺寸參數(shù)對裝置的測量特性的影響，證明了樣品在裝置中可以自發(fā)地穩(wěn)定懸浮的現(xiàn)象，并確定了裝置尺寸參數(shù)與磁鐵參數(shù)的合理選擇范圍。
　　(4)探究了磁懸浮檢測方法在缺陷檢測方面的應用。設計并進行了對小型塑料光學透鏡的缺陷檢測實驗，通過觀察透鏡在裝置中的高度、中

4、心位置和平衡狀態(tài)下與水平面的偏斜程度，檢測透鏡是否存在外觀不完整和內(nèi)部存在氣泡等不均勻性的缺陷，并確定出透鏡缺陷存在的位置。
　　理論分析與實驗結果顯示，本文提出的方法具有很高的測量精度，對樣品的密度分布敏感，且表現(xiàn)出對小尺寸樣品密度測量很高的適應性，解決了傳統(tǒng)密度測量方法精度低或操作計算過程繁瑣的缺點。同時，該檢測方法的裝置結構簡單，原材料易于獲得，具有很強的經(jīng)濟性?；谏鲜鰞?yōu)點，可以預見到，磁懸浮檢測方法將在缺陷檢測、微觀結構