基于PS12台阵的微弱爆炸信号识别技术

对GSN台网的HIA地震台站与CTBTO/IMS的PS12地震台阵记录的2007年12月11日河北怀来"明灯1号"爆炸及2006年10月9日朝鲜爆炸事件进行对比分析。结果显示:PS12台阵子台监测的P波信噪比提高至普通台站监测的P波信噪比的4.6倍;利用聚束技术进一步压低噪声后,PS12台阵聚束信号的信噪比提高至单个钻井台站的3倍,比普通HIA台站记录的地震信号信噪比高10多倍。研究结果表明,钻井小孔径台阵可高效提高微弱信号的检测能力。

水下爆炸信号的定位研究

被动声纳中,目标定位的测定只能利用目标声源发出的信号或噪声,爆炸声源与常用的电声式脉冲声纳发射器比较起来,具有某些明显的优点,可代替发射换能器来实现距离和方位的测定。针对水下爆炸声源,采用三元标量阵进行研究,通过确定信号到达各个阵元的时延信息来测定其目标方位和距离,并利用内插方法提高定位精度。实验结果表明,不同位置处爆炸信号的测向和测距误差小、精度高,方位估计基本正确,从而验证了被动声纳中水下爆炸信号作为声源的可行性,及三元阵时延测距的准确性。

水下爆炸信号采样分析与系统实现

文中描述了水下爆炸信号的基本特征,它是一种单次瞬态信号,由类似于单边指数衰减的冲击波信号和近似半余弦脉冲的二次脉动波信号组成。冲击波信号频率不大于10kHz,脉动波信号频率不大于0.1kHz。在满足奈奎斯特采样定理的基础上,提高信号采样频率可以改善信噪比。据此原理确定了冲击波过采样频率为1MHz,二次脉动波过采样频率为40kHz。MAX153是基于半闪速技术的高速8位模数转换器,它与8位单片机AT89C51构成的采样系统可以方便地实现对冲击波和二次脉动波的采样并满足测量精度要求。文中还设计了采样频率、采样时间、通道放大倍数等关键指标。

瓦斯输送管道用爆炸信号监测控制器的设计与开发

设计了爆炸信号监测控制器,以实现对火焰和压力信号的综合判断,输出控制信号。针对瓦斯输送管道阻爆抑爆的高速监测、高速控制、高速执行功能要求,设计采用中断采样和主程序采样的方式保证程序执行的节奏,有机地融合了各种程序模块,实现了快速响应、快速判断和快速输出信号的功能。

核爆炸信号参数化方法及其应用

本文提出了一种经过改进的瞬态信号参数化方法并讨论了这种方法在核爆炸探测领城内的应用。重点阐述了信号建模及参数提取的计算方法,最后给出了本方法在核爆炸识别中的典型实例及计算机仿真结果。

地震勘探中的爆炸信号

爆炸信号是地震勘探中的一个重要的标量,它标明整个采集系统的同步性,决定着地震记录的质量。为加强勘探工作者对爆炸信号的准确性的重视,本文介绍了爆炸信号记录方式的演变过程,分析了目前在使用高压爆炸机时存在的一些误区和误解,并提出了在野外施工中有关爆炸信号应注意的事项。

定深炸弹爆炸信号声源级测量与数据分析

在海洋声传播调查中,为更加准确测量定深炸弹水下爆炸声源,校准声源级,减小爆炸声源级对声传播损失计算的影响,文章介绍了声源级测量中根据单个水听器接收的信号计算接收距离的方法,该方法在海流较大时,距离计算更简单可靠,并且分析了爆炸信号激波与第一气泡脉冲的声能量关系在500~4000 Hz呈线性递减的关系,可为海上声源级测量提供一定参考。

基于改进HHT的水中爆炸冲击波信号时频特性分析方法

根据水中爆炸冲击波信号的特征,利用希尔伯特-黄变换(HHT)处理非平稳信号的优势,提出了一种结合小波分解及相关系数筛选的改进HHT方法。该方法首先通过小波分解将信号分为高频部分和低频部分,然后利用相关系数对固有模态函数(IMF)分量进行筛选。理论与实践表明,改进的HHT方法能够有效、准确地对水中爆炸冲击波信号的时频信息进行分析。

基于多频带小波系数内爆炸振动信号模型预测

内爆炸振动测试对于评估密闭结构的安全具有重要意义,通过测量爆炸容器在内爆炸载荷下几个典型位置的振动情况,并利用小波技术提取振动信号不同频带下的振动分量,研究各频带振动分量的衰减规律,在此基础上,建立内爆炸振动信号多频带小波系数预测模型。结果表明,预测模型能反映出振动信号的强度和频谱以及随装药量和爆心距变化的规律,与实测信号相比,显示出较高的预测精度和较好的实用性。

FAE武器爆炸地震信号的时频特征分析

运用小波包分析方法对等药量、同距离处的FAE武器与TNT爆炸地震信号进行了分解重构,对各自在不同频段的能量分布进行了对比分析。结果表明,FAE武器爆炸地震信号的能量主要集中在低频,而TNT爆炸地震信号的能量相对分散,越往高频部分两者的能量幅值渐次降低。

浅海爆炸声信号传播损失测量方法与验证

介绍了水下爆炸声源信号的处理方法,根据水下声场传播损失计算方法得出实测传播损失。针对2012年于黄海海域进行的一次水声传播及目标估距实验进行处理,并选取波束位移射线-简正波模型对所得实测数据进行了模型验证。

基于Hilbert-Huang变换的水下爆炸声信号分析

为了研究水下爆炸声信号的特征,进行了水下爆炸试验,并基于Hilbert-Huang变换(HHT)法对试验数据进行处理,得到了水下爆炸声信号的Hilbert谱。根据Hilbert谱对水下爆炸声信号进行分析,并对能量局部极值点的形成机理进行了探讨。结果表明,Hilbert谱能够清晰地表示出水下爆炸声信号的频率分布规律和能量的时频特性,局部极值点的形成是由于声线轨迹和海底相互作用的结果。

多层复合装药爆炸冲击波信号能量谱

为研究多层复合装药爆炸冲击波在不同频段内的能量谱特性,进行了不同长径比多层复合装药的爆炸试验。利用小波包分析原理分析爆炸试验测得的冲击波压力信号,获得不同长径比复合装药的冲击波压力信号能量谱,得到了不同频段内冲击波压力信号的能量谱特征规律。结果表明:复合装药的冲击波能量谱值随装药长径比的增加而增加,冲击波能量主要集中在低频段,不同长径比复合装药爆炸冲击波具有不同的能量分布且各频段的能量差异明显;近距离及大长径比复合装药爆炸冲击波的低频段能量具有较大的能量增长百分比,内外同时起爆时多层复合装药的冲击波压力信号总能量是中心起爆的1.55倍。研究结果可为复合装药结构下毁伤威力可控战斗部的设计及毁伤效能评估提供参考。

声学浮标弱爆炸声信号检测

为提高声学浮标对弱爆炸声信号检测能力,通过分析爆炸声源与阵元接收信号间相关系数和阵元间距的关系得到:满足一定条件时,阵元接收到的爆炸声信号频率在1 kHz以内相关。最后用最小均方最佳滤波方法进行相关滤波。海试数据证明了该方法能很好地消除流噪声、增加信噪比,提高弱爆炸声信号检测能力。

融合CEEMDAN-GMM和小波阈值方法的爆炸冲击波降噪算法

针对实测爆炸冲击波信号中存在大量噪声信号以及自适应白噪声完整集合经验模态分解(CEEMDAN)方法在降噪过程中容易出现信号失真的问题,提出了一种基于CEEMDAN方法和高斯混合模型(GMM)的爆炸冲击波降噪算法。该算法首先将原始爆炸冲击波数据通过CEEMDAN方法分解得到若干个本征模态分量IMF,并利用GMM聚类算法将IMF分量分为多个类别。通过计算不同IMF分量的方差贡献率校核聚类结果,剔除高频噪声类别的IMF分量。对受噪声干扰的IMF分量,采用小波阈值方法进行滤波去除噪声。最后,将滤波后的IMF分量与未受噪声干扰的IMF分量一起重构,并获得降噪后的爆炸冲击波信号。实验结果表明:CEEMDAN-GMM与小波阈值算法信噪比值RSNR和均方根误差值MRMSE分别比CEEMDAN方法和CEEMDAN-小波阈值算法提高了10.19 dB和2.99 dB,降低了0.42×10^(-4)和0.14×10^(-4)。

基于小波变换的爆炸电磁辐射研究

常规爆炸伴随着显著的电磁效应,能够对爆炸测试产生干扰,也可以作为一种无接触手段测试爆炸冲击场。研究爆炸电磁效应具有重要的工程应用价值。采用示波器、天线、高速摄像机组成的测量系统对100、200 g药量RDX爆炸电磁辐射进行了5组不同距离测量实验,记录2 ms的电磁辐射信号并对RDX爆炸产生的电磁辐射进行分析。结果表明,RDX爆炸电磁辐射信号主要分为3种时段:重复性强的30μs附近典型特征峰;同组重复性强、不同组重复性一般的30~200μs后续特征峰;200μs后无明显重复性的脉冲信号。结合爆炸高速影像发现,爆炸电磁辐射信号与爆轰产物状态有较强关联,典型特征峰以及后续特征峰主要是爆轰前期剧烈反应使爆轰产物电离产生的信号。利用天线系数反演电场强度曲线,分析药量、距离与电场强度之间的关系,发现对于典型特征峰:同药量下,电场强度随着距离成指数下降;同距离下,200 g药量比100 g药量爆炸产生的电场强度大。

新一代爆炸机技术指标探析

技术进步使得新一代遥爆系统的设计理念和技术指标发生了很大的变化。深入了解这些变化有利于充分发挥新一代爆炸机的效能,减小雷管的反应时间。文章对新一代爆炸机点火电压、充电时间、点火能量、点火电流和工作温度范围指标与电路元器件参数之间的关系进行了详尽的阐述和分析,还对ShotPro和BOOMBOX爆炸机丢失验证爆炸信号的现象进行了探讨。

不同爆炸冲击震动输入对整体隔震系统隔震效果的影响

采用已获得国家实用新型专利技术的鼓形钢丝绳隔震器对2层钢框架结构进行整体隔震,在隔震系统一定的情况下,对其输入形式统一的爆炸冲击信号,利用有限元数值模拟其隔震效果。通过改变输入加速度信号的主脉宽和幅值,研究了爆炸冲击信号的主脉宽和幅值对整体隔震结构的隔震率的影响,从而加深对整体隔震系统的认识,有利于促进整体隔震技术的研究,对工程实践具有指导意义。

基于能量谱的爆炸冲击波毁伤特性研究

能量谱是评价爆炸冲击波的重要特征参量,大量实验发现爆炸冲击波在某频段内的能量谱值越高,对自振频率在相同频段内目标的毁伤效果越好。为研究爆炸冲击波的能量谱特性,设计了2组对比实验,分别测得同种炸药在不同爆心距及不同炸药在同种爆心距的爆炸冲击波压力信号。为准确提取爆炸冲击波信号中的能量谱,提出了一种基于小波包的改进HHTT(希尔伯特一黄变换)能量谱提取方法。针对噪声对能量谱特征的影响,采用小波包对原始信号进行滤波,结合IMF(固有模态函数)分量与滤波后信号的相关系数,筛选出有效IMF分量,结果表明改进HHT方法提高了能量谱计算精度和速度。通过分析不同工况下爆炸冲击波能量谱发现,爆炸冲击波低频段能量随距离的增加衰减慢,毁伤范围大;高频段能量随距离的增加衰减快,毁伤效果较弱;同时,不同类型炸药的爆炸冲击波具有不同的能量分布,高频能量与低频能量可有明显差异,以上规律可为战斗部毁伤效能评估提供新的思路。

船舶水下辐射噪声信号理论模型及仿真

分析典型船舶水下辐射噪声实验数据,获取船舶水下辐射噪声功率谱特征,阐明了准周期随机声脉冲序列信号模型作为船舶水下辐射噪声模型的合理性和普适性,在此基础上,引入爆炸衰减型余弦脉冲信号作为该模型的基本组成单元,给予理论分析,据以数值构建船舶辐射噪声,并与海上试验获取的商船辐射噪声数据进行对比,结果明显一致,证明了该方法的有效性和实用性.