基于隧道磁阻效应的高频电磁感应电流检测技术研究

作     者：黄晓龙 

作者单位：中北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张鹏

授予年度：2021年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：隧道磁阻效应 感应电流检测 电火工品 锁相放大 

摘      要：电火工品作为一种含能引爆装置,在武器系统以及爆破装置中应用十分广泛,当电磁能量在电火工品上进一步积聚,随时会造成电火工品的误引爆,造成不可估量的人员财产损失。在科学技术高速发展的时代,电磁技术也搭上发展的快车高歌猛进,电磁空间中充斥着各种频率段的电磁波信号,对火工品的稳定工作造成巨大的威胁,在如今的无人作战体系当中,应用通信、导航、火力打击等各个方面的武器装备系统,都会源源不断的发出电磁波,因此为了使电火工品安全存储,稳定工作,保障其各项性能指标满足要求,必须要探明威胁电火工品的直接原因,减少走火误爆造成的损失。首先,本文对电火工品所处的恶劣工作环境进行简单分析,并对威胁电火工品的各项因素简要概括。对比常用电火工品检测方法,并分析各种电火工品感应电流检测方法的优势与不足。创新性的将锁相放大检测技术应用于电火工品的感应电流检测研究工作中,可以有效的减小噪声的干扰,采用隧道磁阻探头进行检测,避免产生引入误差,增大检测结果的准确度。然后,采用双脊形波导进行电磁辐射环境模拟并进行标定,通过设计混频电路、低通滤波电路、差分放大电路以及锁相放大电路等对隧道磁阻探头的输出数据进行检测,同时,对隧道磁阻探头进行标定,对感应电流的检测精度、感应电流与辐射场强的关系进行分析。最后,通过系统联调,对电火工品的安全感应电流进行预测,建立基于双脊形波导的感应电流数学模型,最终成功在辐射频率为10KHz-18GHz范围内检测,感应电流检测精度0.2mA,实现对电火工品的安全性能评估。通过本文的研究,提供了一种基于锁相放大技术与隧道磁阻效应的非接触式电火工品安全性能评估方法,可以有效为军事武器的电磁安全性能进行预测与评估,从而能够及时发现系统装置的缺陷与不足,为人员与装备的安全提供有力保障。