储粮数量的电磁波探测技术研究

目前我国在检测粮库有效的储粮数量时仍经常采用一种传统的方法,即压力传感器法。虽然这种方法被广为使用,但其测量精度差、没有很好的代表性,而且所需的维护成本高。为了克服这些缺陷来得到有效的储粮数量,该文提出了一种新型的研究方法,即采用甚高频电磁波来对大型粮堆内部的密度进行快速检测。根据电磁波的反射和折射在粮堆不同深度处的不同的原理得到粮堆表层介电常数,之后利用菲涅尔公式并结合此表层介电常数反演出粮堆其他层介电常数分布。再结合介电—密度这个经验模型,将粮堆各层的介电常数分布转换为密度分布,进而将粮堆整体的三维立体密度分布图模拟出来。根据实验结果分析,发现此种方法检测精度高、检测速度快,较之传统方法,其在大范围的检测中更为适用。

中国首次低频电磁波探测实验——访龙江号月球轨道超长波天文观测任务团队

2019年1月22日中国探月工程中心发布,与嫦娥4号任务鹊桥中继星一同发射的月球轨道超长波天文观测微卫星任务取得初步科学成果。由中国科学院国家空间科学中心研制的低频射电探测仪,利用环月轨道的优势,开展了超长波射电天文观测实验,数据顺利传回地球,成功探测到月球对地面强烈的射电干扰和背地面遮蔽电磁干扰的效果,并利用环月轨道开展了一系列观测实验,包括地球、太阳、木星、银心、天鹅座A星等天体目标的掩月实验,验证了低频探测关键技术。

随钻远探测电磁波测井技术问题分析与探讨

随钻远探测电磁波测井技术与仪器是当前随钻测井技术的研究热点,探边距离、前探距离和界面分辨率是该仪器的重要技术指标,要研发出达到这些指标的仪器及相关处理软件,需要解决多项关键技术问题。基于天线排列方式、测量功能和测量信号,探讨了随钻远探测电磁波测井仪器的探边距离、前探距离和界面分辨率等术语及其指标,并通过数值模拟分析了其影响因素。数值模拟结果表明,探边距离、前探距离和界面分辨率依赖于天线的排列方式、地质信号类型、天线距离、工作频率、地层电阻率及其对比度,并与仪器检测微弱信号的能力密切相关。分析了随钻远探测电磁波测井仪器研发的关键技术:纳伏级微弱信号精确检测处理、抗压抗振防腐蚀耐冲刷的倾斜/正交天线系统制作、多尺度数据快速反演等。阐述了其影响因素,提出了解决措施:在电路上抑制干扰、增强信号强度和稳定性及高精度处理;在天线设计制作上优选高强度材料、提高加工精度、设计使用专用工艺工具;在反演处理上提高反演的速度、精度和稳定性及消除多解性。通过关键技术的讨论分析,旨在给随钻远探测电磁波测井技术与装备的研发人员、数据处理人员提供一些观点或启示,供大家借鉴和参考。

一种基于光学的水表面微波跨介质探测方法

水下声信号的传播和探测研究主要集中在散射、反射和传播损失等方面,而对其在水面引起的波动关注较少。本文在理论上推导了在水下平面波入射在水-空气界面激励的水表面微波与声源强度和频率的关系。这种水表面微波的振幅在纳米级别,振动频率和水下平面波的频率相同,在水-空气界面的扩散距离则随频率的升高而强烈衰减。基于水表面微波的特性,结合激光探测的工作原理,设计了一套跨介质水下目标检测系统。并为该系统可能受到的低频海浪噪声干扰和反射干扰提供了应对方式。仿真结果表明:该系统分辨率高,具有隐蔽性、易于维护性、无接触性等特点,对低频声源的检测效果较好。该方法结合了声波在水中和光波在空气中传播各自的优点,有望成为水下目标检测的一种新手段。

特厚煤层条件下工作面地质异常电磁波CT探测

介绍了利用电磁波CT探测技术探测特厚煤层工作面地质异常的原理及方法 ,结合探测试验分析了应用效果 ,研究表明 :电磁波CT技术探测特厚煤层条件下地质异常 ,能够分辨落差约为 1 /5煤厚的小断层 ,且对煤层结构变化、煤层厚度变化都能作出解释 。

井间电磁波数值模拟及成像技术

系统地介绍了井间电磁波数值模拟与成像方法的研究现状。正演方面主要讨论了有限差分、有限元和积分方程法,分析了各种方法的优缺点、适用范围,并指出了未来发展趋势;反演方面主要讨论了线性反演和非线性反演,根据井间电磁波成像的性质,对时间域和频率域线性反演方法分别做了详细论述,并给出了未来发展趋势。

山西省科学技术一等奖——随钻钻孔电磁波层析成像超前探水设备及方法研究

本项目研发了随钻钻孔电磁波层析成像超前探水设备,采用不同频率的电磁波探测钻孔周围不同半径范围内的岩层地质特征,在钻孔内可避开井下强干扰背景,提高了微弱信号的识别和处理能力,钻孔周围探测半径在0〜30米范围内,克服了目前钻孔探水仪因钻孔塌孔而不能探测的问為,钻孔超超前探测范围内无盲区、无死角,实现了巷道掘进时钻探和物探有机结合的随钻超前探测。

台湾废弃物掩埋场物探方法探测

介绍了台湾地区采用磁法和电法物探方法 ,结合全球卫星定位系统 ,对违法废弃物掩埋场进行探测 ,提高了污染物取样命中率。

河北张北地震区活动断裂的探测与研究

1998年1月10日河北张北6.2级地震是河北省张家口坝上稳定地区的一次罕见的破坏性地震。震区被晚第三纪玄武岩覆盖,地面未发现第四纪活动断裂。为了研究震区地表活动断层,利用电磁波探测技术,以玄武岩底界面深度的变化来分析张北震区活动断裂,为此,在河北张北6.2级地震 度区范围进行了3条剖面探测,解释结果表明,震区存在北西向、北东向、北北东向3组第四纪活动断裂,张北6.2级地震发生在3组断裂的交汇区附近。

40臂测井融合电磁探伤识别井套变形和损伤

油井的套管损伤、套管变形是一个众多油气企业都可能面对的核心工作难点,套管损伤、套管变形对于石油流体层和打井作业安全性均有显著制约作用。现阶段检查套管损伤、套管变形的常规手段有油井井径测井、电磁波探测用测井等方法。油井井径测井只能体现套管内径厚度波动,并且仅能探测单层管壁,另一方面,电磁波探测测井尽管可以探测双层乃至很多层管壁,不过该方法显示出来的壁厚是套杆的加权平均壁厚值,不能确定套损种类和位置。把40臂油井井径测井和电磁波探测配合使用,不但可以确定套损套变产生的位置、种类,并且能准确定位方向,达到精准捕捉套损套变的效果。

T-R综合物探技术在防空洞积水探测中的应用研究

为了精准获取防空洞的积水位置,结合瞬变电磁法和无线电磁波探测法,提出了基于T-R综合物探技术的防空洞积水探测方法。分析了瞬变电磁法和无线电磁波探测法的工作原理,将T-R综合物探技术应用于实际工程中。经验证,T-R综合物探技术结合了瞬变电磁法和无线电磁波探测法的优点,可实现防空洞的可视化,获取防空洞的分布情况,探测防空洞的积水区域。实验表明,T-R综合物探技术在探测领域中具有较强的适用性和可靠性。

生命探测技术在口岸动物搜检中的应用分析

为了探索、发展现场高效的活动物搜检技术,对现有红外生命探测仪、音频生命探测仪、电磁波生命探测仪、二氧化碳探测仪、光学探测仪、雷达生命探测仪等6种生命检测技术进行综述比较,分析在国境口岸违禁动物搜检中应用生命检测技术的可能性。

基于K平均最近邻法的开关柜现场验电安全检测

为避免开关柜出现绝缘缺陷,保证电网设备安全稳定运行,提出基于K平均最近邻法的开关柜现场验电安全检测研究。分析开关柜放电原因,建立针板、悬浮等常见的放电模型;设置电磁波探测装置,通过计算机控制各模块工作,为减少探测过程中脉冲和噪声干扰,引入向量位与标量位探究场强变化情况,采集开关柜现场状态信息;针对采集到的电磁波频谱做数据转换,提取功率的平均值与有效值;采用矩阵简化方式计算样本数据和参考点间最佳距离,确定最优参考点;将验电安全检测问题变换为样本数据分类问题,引入位置差异因子,计算样本与参考点间的欧式距离,完成状态数据分类,达到验电检测目的。实验结果表明,所提方法对样本数据采集具有高度敏感性,能够准确检测出开关柜的实时状态。

遥感的发展和历程

遥感是以航空摄影技术为基础,在20世纪60年代发展起来的对地观测综合性技术。广义的遥感(remote sensing),即遥远的感知,泛指一切无接触的、远距离的探测技术,包括对电磁场、力场、机械波(声波、地震波)等的探测。实际工作中,重力、磁力、声波、地震波等的探测被划为物探(物理探测)的范畴。因而,只有电磁波探测属于遥感的范畴。狭义的遥感是指应用探测仪器,不与探测目标相接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析揭示出物体的特征性质即其变化的综合性探测技术。

ZDY20000LK型钻机研制及应用

为解决冲击地压矿井煤帮大直径卸压钻孔只能通过一次钻孔及多次扩孔施工工艺,才能达到预期卸压要求的问题,研发了ZDY20000LK型煤帮大直径卸压钻孔钻机,该钻机具备自动上、卸钻杆和800 m远控功能,能够提高工人施工时的安全性和降低工人劳动强度。此外,研究了钻机配套用Ф260 mm大螺旋插接式钻杆和Ф300 mm塔式PDC钻头,满足一次成孔直径300 mm的煤帮卸压钻孔要求。工业性试验表明:钻机平均钻进效率达到10 min/m,最大孔深81 m,充分验证了钻机结构、液压系统和远控系统的可靠性和稳定性。电磁波CT探测表明:大直径卸压钻孔,弱化了煤体,使得巷道支承压力区的煤体冲击危险性明显减小,且施工卸压钻孔的间距越小其卸压效果越好。研究成果对于大直径卸压钻孔装备的研制及冲击地压矿井卸压钻孔施工具有借鉴意义。

介电常数法检测大型粮堆水分分布的研究

针对现有粮库缺乏有效的储粮水分检测技术的问题,研究一种利用甚高频电磁波快速检测大型粮堆内部水分的方法,用于克服传统抽样法和传感器法带来的测量精度差、代表性不足等缺陷。利用电磁波在粮堆中不同深度的反射和折射原理,获取粮堆表层介电常数,利用表层介电常数,根据菲涅尔公式,反演出粮堆其他层介电常数分布。根据一个介电-水分经验模型,将粮堆各层的介电常数分布转换为水分分布,从而模拟出整个粮堆三维立体水分分布图。实验结果表明,该方法具有检测精度高、速度快的优点,与传统方法相比,更适用于大范围的检测。

电磁波层析CT探测在岩溶勘察中的应用

由于岩溶地区溶洞具有隐伏性强、空间分布规律差、岩溶塌陷难以预测等特点,因此岩溶地区勘察必须查明岩溶的空间分布规律及发育特征。本文结合湖南某高速公路桥梁施工勘察实例,阐述在岩溶发育地区,采用电磁波层析CT探测与工程钻探相结合的综合勘察方法,高效准确查明桥梁墩台场地岩溶情况,提高岩溶地区勘察效益,为确定桥梁桩基持力层提供可靠依据。

坚硬煤体水力压裂联合深孔爆破提高块煤率研究

为解决陕北侏罗纪5-2煤层煤体坚硬、块煤率低的问题,采用理论分析和现场试验手段,研究了坚硬煤体水力压裂联合深孔爆破弱化机理。研究认为:水力压裂技术主要通过拉伸破坏、剪切破坏、拉剪组合三种模式来弱化煤体;水力压裂一方面具有可以预先制造大量裂隙、降低煤体强度、增大泊松比等实现煤体原位改性的优势,另一方面使得煤岩体内裂隙间充水量增加,大大弱化了造成爆破应力波衰减的散射效应和摩擦效应,提高了爆破弱化效果;深孔爆破破煤主要分为冲击震裂和气楔延扩两个阶段,在预先进行水力压裂弱化原位改性的煤体中进行爆破可以增大爆破压碎区和裂隙区半径。结合陕北侏罗纪5-2煤层现场实际,制定了坚硬煤体水力压裂联合深孔爆破弱化方案,通过电磁波CT探测、弱化前后块煤率对比,验证了联合弱化技术方案效果。

新疆宽沟煤矿工作面防冲解危效果分析

基于宽沟煤矿I010203工作面回采期间的概况,在停产期间开展了卸压解危工程,并取得了良好效果,冲击危险等级由中等冲击降为弱冲击,围岩微震活动的能量与频次也是显著降低。由于煤柱侧煤层自身强度较高,形成“硬顶-硬帮”结构,容易积聚能量。在采取解危工程后,通过巷道围岩强度原位测试及对比分析,发现顶板及煤体强度明显降低;而通过电磁波CT探测,认为大直径卸压钻孔改变了煤体结构,增强了裂隙发育,导致强度下降,冲击危险性有所降低。爆破卸压对巷道浅部承载围岩的损伤较小,认为爆破卸压时应采取一炮一放,避免大药量多孔一次起爆,减小爆破对围岩的振动损伤。