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基于各向异性磁电阻的非接触式转轴腐蚀电流检测技术研究
| 论文题名： | 基于各向异性磁电阻的非接触式转轴腐蚀电流检测技术研究 |
| 关键词： | 舰船传动轴;腐蚀电流;各向异性磁阻传感器;非接触式测量;检测精度 |
| 摘要： | 舰船在海洋中航行时船壳会发生电化学腐蚀。采用阴极保护技术可以减小船壳腐蚀，但会产生腐蚀电流，并在舰船周围激发轴频电场。由于电场探测技术的发展和电场引信水雷的存在，轴频电场给舰船安全性带来了威胁。精确检测螺旋桨传动轴腐蚀电流的大小，是研究舰船外部电场和磁场的重要基础。然而传动轴腐蚀电流幅值变化范围大，检测环境复杂，干扰较大，精确测量转轴电流有较大难度。同时，为保证传动轴结构完整，不能使用采样电阻等简单方法进行电流测量。基于此，本文设计了一种非接触式的电流检测系统，具有高稳定性，高精度，抗干扰的特点。 通电导线周围会产生环形磁场，通过检测磁场可以间接反映被测电流的大小。作者基于该原理，针对舰船螺旋桨传动轴腐蚀电流检测需求，设计了一个具有差分结构的空间测磁系统，实现在不接触传动轴的条件下间接检测传动轴腐蚀电流。作者选择性能优越、应用广泛的AMR（各向异性磁阻效应）传感器作为本系统的敏感元件。并使用双传感器对被测电流进行检测，通过差分处理后，可以消除环境磁场中对传感器产生的共模干扰。 本文首先针对舰船螺旋桨传动轴电流产生的磁场进行了仿真，主要仿真了电流检测系统的可行性，传感器的安装方向，传感器的安装宽度，安装过程中的误差对实验结果的影响。针对这些仿真结果，对传感器安装条件提出了一些要求。然后，针对螺旋桨传动轴腐蚀电流检测范围和精度的要求，设计了高信噪比的硬件系统和信号处理软件。作者搭建了模拟的测试环境，对整个电流检测系统进行了实验验证。结果表明，系统可以检测±2A的电流，分辨率可达2mA，线性度优于全量程的0.5％，该系统能够有效检测螺旋桨传动轴腐蚀电流，并且系统具有良好的稳定性、线性度，以及较高的分辨率。在复杂的测量环境中，有一定的抗干扰能力。 |
| 作者： | 陈靓 |
| 专业： | 软件工程 |
| 导师： | 朱本鹏;杨晓非 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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