基于各向異性磁電阻的非接觸式轉(zhuǎn)軸腐蝕電流檢測技術(shù)研究.pdf

1、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?；诖耍疚脑O(shè)計了一

2、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

3、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，傳感器的安裝寬度，安裝過程中的誤差對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。針對這些仿真結(jié)果，對傳感器安裝條件提出了一些要求。然后，針對螺旋槳傳動軸腐蝕電流檢測范圍和精度的要求，設(shè)計了高信噪比的硬件系統(tǒng)和信號處理軟件。作者搭建了模擬的測試環(huán)境，對整個電流檢測系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明，系統(tǒng)可以檢測±2A的電流，分辨率可達(dá)2mA