Genetic algorithm in seismic waveform inversion and its application in deep seismic sounding data interpretation

A genetic algorithm of body waveform inversion is presented for better understanding of crustal and upper mantle structures with deep seismic sounding （DSS） waveform data. General reflection and transmission synthetic seismogram algorithm, which is capable of calculating the response of thin alternating high and low velocity layers, is applied as a solution for forward modeling, and the genetic algorithm is used to find the optimal solution of the inverse problem. Numerical tests suggest that the method has the capability of resolving low-velocity layers, thin alternating high and low velocity layers, and noise suppression. Waveform inversion using P-wave records from Zeku, Xiahe and Lintao shots in the seismic wide-angle reflection/refraction survey along northeastern Qinghai-Xizang （Tibeteau） Plateau has revealed fine structures of the bottom of the upper crust and alternating layers in the middle/lower crust and topmost upper mantle.

机载激光测深数据获取及处理技术现状

水下地形测量是测绘科学的重要分支,与人类开展海洋、湖泊等作业密切相关。在探测浅水区水下地形时,传统声学方法面临船体搁浅风险,被动光学方式则存在测量精度低等缺陷。机载激光测深技术的出现为解决浅水水深测量难题提供了新的手段,其在近岸区域应用可填补浅水区水下地形数据空白。文章首先简要介绍了机载激光测深系统的组成和原理;其次,对激光测深数据的获取做了说明,并重点讨论了机载激光测深数据处理的关键技术,包括波形数据处理、误差修正和点云数据处理等;最后,总结了机载激光测深存在的技术难点及未来的发展趋势。

超声波法检测混凝土裂缝注胶质量

为了研究混凝土构件的裂缝注胶质量,进行了超声波法检测试验.根据裂缝所处位置的具体情况,分别采用了单面平测法和双面斜测法进行检测试验,通过将实际声时与理论声时进行比较,并辅以波形和波速对注胶质量进行判断,得出了单面平测法和双面斜测法测得的实际声时与理论声时的差别.结果表明,超声波在裂缝及裂缝表面抹胶情况下传播路线基本一致,在相同测距情况下,当灌缝混凝土实测声时与完好混凝土理论声时差在5%以内时,认为混凝土灌胶已密实.

心音在时频两域中解析方法的研究

为实现心音的快速准确解析,对心音信号分别在时域和频域中的解析方法进行了研究。时域里,建立单自由度模型(SDOF)以仿真人耳听音鼓膜的特性,并从该模型中提取心音特征波形(CSCW),并从CSCW中提取4个有效的特征诊断参数T1、T2、T11、T12,它们是心音特征波形与阈值THV之间形成的交叉点所确定的时间间隔。频域里,基于自回归-功率谱密度(NAR-PSD)曲线定义了新的形态特征,提取一些心脏杂音可识别参数指标,提出了两个特征诊断参数fm ax和fwidth,分别描述了NAR-PSD最大频率峰值和频带宽度。通过采集大量的临床心音数据对正常/异常的心音案例进行解析。实验结果表明,在时域和频域中,这些特征诊断参数有助于判别心音的正常与异常。

基于VC++的虚拟声卡示波器设计

声卡作为一个输入输出设备,除了能播放声音,还可以用作波形显示的采集端和信号发生器直接产生方波、正弦波和三角波,因而在测量和控制上有着广泛的应用前景。介绍了用VC++实现声卡示波器的方法,并给出了关键行代码。

基于声卡的数据采集系统设计

为了充分利用声卡资源,降低成本,设计了本系统。解释了系统的软硬件知识,给出了放大电路,说明了声卡的工作原理,提出了一种解决声卡隔直问题的简单易行的方法,设置了系统参数,用C++Builder语言编写的软件可实时显示动态波形,可将信号转存为数据文件进行分析处理。本系统应用于动态称重中,通过实验证明了该技术的可行性。

基于智能听诊器的心音信号采集与处理

基于智能听诊器,研究了心音信号采集与处理的新方法。心音采集部分包括传统的听诊头、耳机、微型麦克风及IC录音机。通过USB接口将采集的数据传输到计算机,并通过单自由度分析模型提取心音特征波形,计算心音特征值参数[T1,T2,T11,T12],它们是心音特征波形与阈值THV之间形成的交叉点所确定的时间间隔,与第一心音和第二心音有关,可用来判别正常或异常心音。文中通过采集大量的临床心音数据对正常/异常心音案例进行解析,验证了心音特征波形法在心音自动解析中的有效性。

腾冲火山地热区地壳结构的地震学研究

根据腾冲火山地热区实施的人工地震测深剖面资料 ,用有限差分反演和正向走时拟合方法确定了地壳二维 P波速度结构 .地壳模型显示 ,在腾冲的热海热田附近上地壳存在低速异常体 ,它与火山地热活动可能有关 .测线的二维地壳结构上显示出两条地壳断裂 :龙陵—瑞丽断裂和腾冲断裂 ,其中腾冲断裂可能切穿莫霍界面 .同时 ,根据远震波形资料反演腾冲热海热田地区的 S波速度结构 ,也显示出该地区上地壳存在 S波的低速异常 .本文从深部结构方面探讨腾冲火山的成因 .腾冲火山地热区地壳具有低 P波和 S波速度、低电阻率、高热流值和低 Q值 ,以及上地幔也具有低 P波速度的特点 .由此推测地壳内岩浆来源于上地幔 ,腾冲附近地区存在的上地壳低速度异常可与岩浆的分异作用相联系 .与地球上大多数的活动火山一样 ,腾冲火山位于移动板块之间的边界附近 ,属于“板块边界”

超声法检测碳纤维加固混凝土粘贴质量研究

目的研究碳纤维加固混凝土粘贴质量,确定此类结构超声检测方法和适用范围.方法通过超声对粘贴碳纤维的混凝土试件进行检测,通过测量声时、声速和首波幅值等参数,提前设置粘贴缺陷,以粘贴密实部位检测结果作为基准,比较声速和波形的变化,以此作为缺陷评价的依据:当缺陷部位声速明显下降,波形为缺陷波,可判断为粘贴缺陷部位.结果超声检测缺陷部位及圆形、方形缺陷部位的声速比密实部位的声速均小约0.23 km/s;检测碳纤维粘贴缺陷的最小面积2 cm2;检测有钢筋试件声速比无钢筋试件声速约大0.34 km/s;超声检测二层、三层碳纤维缺陷部位声速分别低于二层、三层密实部位声速0.37 km/s、1.40 km/s.结论超声法可有效检测碳纤维加固混凝土缺陷位置、大小等粘贴质量问题;检测结果无边缘效应;确定检测精度的最小面积;混凝土振捣不密实的试件,声速明显下降;碳纤维层数越多,声速下降越明显.

电火花声源的某些特性

文中给出了电火花声源的压力波形及其频谱图,着重讨论了储能与压力波峰值P1m、和半峰 值之间P1m/2的时间t1之间的关系,以及刚性圆筒内放电时边界对P1m和t1的影响。

基于多尺度特征波形的心音分段算法

目的:实现心音信号的自动分段;定位第一心音、第二心音、杂音。方法:提出一种无需心电参考的心音自动分段算法。利用小波变换对心音信号进行多层分解-重构,保留心音信号主要成分,削弱杂音比重,突出心音基本特征;提取心音信号特征波形,进而得到心音包络,对心音包络采用相关算法,实现心音定位。结果:采用612个周期不同病症的心音信号进行验证,平均心音信号分段正确率为98%。结论:仿真结果表明,心音信号分段算法抗噪能力强、分段正确率高。

心音特征波形法的研究及临床验证

为快速、准确地判断心音的正常与否,本文提出一种心音特征波形法,通过建立单自由度分析模型提取心音特征波形,计算出心音特征参数来判别正常与异常的心音。文中通过对心脏病患者术前/术后的心音案例进行分析,验证了心音特征波形法的有效性,并对已采集的50组正常与30组异常的心音数据进行实验及统计分析,准确率分别达到了98%、93.33%。

庐枞矿集区大地电磁测深强噪声的影响规律

天然大地电磁场信号微弱,极化方向随机,极易受电磁噪声污染.张量阻抗分析、远参考技术、Robust估计等对随机噪声和不相关噪声有比较好的压制效果,但对强的相关噪声目前还没有有效的压制方法.庐枞矿集区人烟稠密、工业发达,是我国著名的铁、铜、硫等矿产基地之一,区内强烈的工业、通讯、矿山、民用等电磁干扰严重污染了大地电磁测深数据.本文首先根据实测的电磁场时间域波形和卡尼亚电阻率测深曲线形态,挑选出基本未受噪声污染的测点(Y1650).然后利用数学形态学从受严重污染的电磁场时间序列中提取出类方波、三角波、阶跃、脉冲和充放电5种典型噪声的波形,并以不同的方式将这些噪声波形与Y1650的电磁场波形叠加,对比分析加噪后Y1650点电阻率和相位测深曲线的变化,进而归纳出典型强噪声对庐枞大地电磁测深资料的影响规律,为进一步压制强噪声和资料处理提供依据.

偶极子声源在套管井中的应用研究

套管井第I界面胶结差时单极子声波测井通常测量不到地层波信息。在套管井边界条件下,推导出了不同胶结状况下的偶极子声源激发的井内声场,计算了它在井孔中的二维谱和时域波形。计算结果表明在稍高的激发频率下,在第I界面胶结不好时在接收波列中可清晰地观测到纵波和弯曲波振相,分别以地层纵波和横波的速度传播,这表明横向偏振的声源比纵向振动的声源有更好的穿透性;在较低的激发频率下,波形中占主导地位的是地层弯曲波和套管弯曲波;在第I、II界面均胶结良好时主要是地层弯曲波。

维吾尔语口语考试系统的开发与应用

维吾尔语口语考试系统,基于C/S结构,由考试系统、考试管理系统等模块组成。应用Socket实现管理机和考试机之间的通信。介绍了维吾尔语口试测试方案和流程,研究了维吾尔语的输入、输出,音频的输入、输出,系统开发平台和运行环境等问题。讨论了在Windows 7下,利用回调函数管理音频数据块和应用低级音频函数进行录音的方法。给出了在录音过程中,采用波形图和柱形图实时显示录音音量大小变化的方法和录音设备故障检测的方法。在维吾尔语口语考试中,应用口语考试系统,取得了成功。

磁致伸缩换能器谐振腔声场分析

针对磁致伸缩换能器驱动谐振腔声场波形,在理论分析管中驻波声场的基础上,利用有限元软件ATILA进行磁-机耦合与气-固耦合分析,得到换能器通入1 000～6 000 Hz六组交变电流激励下谐振腔产生的声压值大小;提取对应六组交变电流的换能器辐射板位移大小,得到了谐振腔内声压值随换能器辐射板位移值的变化规律。结合实验发现在通入换能器电流强度不变的情况下,可以通过增大电流频率的方式增大谐振腔内声压值,从而提高热声制冷机的制冷能力。利用实验室热声制冷机对仿真结果进行验证,发现实验结果与模拟结果基本一致,验证了模拟结果的准确性,同时也为实际工况选择提供了依据。

低频声源的设计与实现

主要论述低频声源设计与工程实现的关键技术和方法。内容包括信号产生的硬件设计、软件开发和系统调试。在工程实现中,选用器件8279和单片微机89C52,开发了一个实用的、多功能、低频信号源系统。该系统能产生多种声纳信号,包括声纳主动和被动信号,波形参数,如频率、周期、脉宽、幅度等,均可通过键盘设置。水池试验证明,该系统可满足低频声源的指标要求。

声波测井仪器接收换能器隔声设计

不论是阵列声波测井仪器还是普通声波测井仪器,发射与接收换能器之间的连接、接收换能器之间的连接,既要考虑机械结构的稳定性,更要考虑声波的隔声效果,以避免声波沿着连接部分传播。文章先给出一个实际的测井波形实例,引出隔声设计对声波测井资料的影响;然后,用一维声波传播模型给出了一种隔声设计方法。用该方法分析目前声波测井仪器所采用结构的隔声效果,发现在25 kHz附近隔声效果比较差。为此,重新对连接方法进行了优化设计,新的阵列声波测井仪器研制中使用了这种隔声结构,在实际测井资料中收到了比较好的效果。

波形反演遗传算法及其在地震测深数据解释中的应用

为了更好地利用地震测深波形数据,提出了地震体波波形反演的遗传算法.正演使用能精确快速计算互层结构响应的广义反、透射系数理论地震图算法;反演采用遗传算法,实现了地震体波波形反演的遗传算法.数值试验表明,该算法具有分辨壳内低速层、高低速薄互层结构和一定的抗噪能力.青藏高原东北缘泽库、夏河、临洮3炮地震测深P波波形反演,得到了上地壳底部低速层和中、下地壳,以及上地幔顶部薄互层的细结构图象.

一种基于声卡的数据采集系统

设计并实现了一种基于声卡的数据采集系统,重点讨论了在VC++6.0环境下利用Windows低层音频服务函数进行采集系统软件设计的流程,并用采样实验验证了采集效果。该系统可以实时显示采样信号的波形,并将采样数据存储到文件。