金属干扰环境下矿井瞬变电磁有限元正演模拟研究

金属干扰一直以来都是影响矿井瞬变电磁探测数据可靠性的关键因素之一。不仅给数据解释带来误判、错判,甚至导致接收信号彻底无效,因此系统研究金属环境下的瞬变电磁响应特征至关重要。可采用三维矢量有限元法实现金属干扰环境下的瞬变电磁正演模拟。利用精细化四面体网格对全空间计算区域进行空间离散,同时引入二阶后退欧拉时间离散格式,将直接求解器MUMPS用于线性方程的求解,最终获得高精度的数值解。在验证算法精度的基础上给出金属干扰环境下的矿井瞬变电磁响应,证明非结构有限元法对交界面电阻率差异巨大、磁导率参数较大的含金属模型依然能够进行较好的模拟。为系统分析金属干扰环境下瞬变电磁响应规律,设计切合实际尺寸的典型块状金属和金属工字钢模型。以精细化四面体网格拟合金属模型界面并提取数值模型的电磁扩散剖面,分析金属体与接收线圈距离及金属体尺寸对响应信号的影响。非结构有限元法数值模拟结果表明:巷道内金属的存在使得电磁场信号产生畸变,感应电动势曲线在晚延时产生异常高值。并且金属体尺寸越大、距离越近,则感应电动势响应幅值更大、影响范围越广,甚至淹没目标含水地质体的信号。可移动的块状金属与连续的工字钢在响应特征上具有相似的规律,因此在工程实践中可通过调整距离等方式对其处理。

矿井瞬变电磁金属干扰响应特征与校正方法

为了消除巷道内金属干扰对矿井瞬变电磁探测的影响,以常见的铁轨干扰源为例,采用井下实验方法系统分析了铁轨影响下不同距离、不同方向和不同探测模式等情况的瞬变电磁响应特征和影响规律,发现铁轨的存在导致感应电动势幅值增大,且不同情况的探测响应差异较大。通过计算有无干扰的归一化感应电动势比值得到各时间窗的校正系数,在其基础上提出拟合函数校正法,并将其应用到某煤矿工作面顶板探测中。实际应用结果表明:基于拟合函数的校正方法能够较好的剔除干扰异常,准确反映煤层顶板含水异常区的范围和赋水程度,明显提高金属干扰下矿井瞬变电磁探测含水异常区的准确性。

在金属干扰下IDEAL序列对脊柱扫描的优势

目的比较IDEAL T2WI、STIR、FST2WI序列在脊柱存在金属干扰情况下扫描中的应用价值。方法在确认金属无法去除,且需要进行MRI检查。对40例脊柱附近存在金属植入物(如假牙、钛板、避孕环等)干扰的患者(颈椎10例、胸椎7例、腰椎23例),同时采用IDEAL T2WI、STIR、FST2WI序列扫描,对图像变形进行主观分级评估。结果 STIR序列FST2WI分级为颈椎(1.5±0.32)级、胸椎(2.1±0.63)级、腰椎(2.6±0.58)级,FST2WI序列为颈椎(1.3±0.21)级、胸椎(2.3±0.47)级、腰椎(2.7±0.45)级,而IDEAL序列为颈椎(2.8±0.10)级、胸椎(2.9±0.11)级、腰椎(2.9±0.10)级。三个序列的成像质量有明显差异。结论在脊柱存在金属干扰时IDEAL序列的成像质量明显优于STIR及FST2WI。脊柱图像信噪比高,图像变形不明显,可清晰显示脊柱病变。

矿井瞬变电磁受金属干扰校正方法研究

矿井瞬变电磁主要应用于煤矿富水性探测,具有高效便捷的特点,但易受金属体等高导体干扰导致数据畸变。排除金属体对矿井瞬变电磁探测的干扰,一般方法是探测设备远离金属体或者将金属体移到较远距离,但是煤矿井下金属体多为难移动的固定性导体,常会影响采集的数据。为寻求有金属干扰和无金属干扰采集的数据之间磁响应特征关系,通过数值模拟,应用统计学中的趋势分析推理出二者之间函数关系,利用回归分析法确定干扰数据校正模型函数。为验证校正模型的可靠性,应用显著检验方法进行测试,再通过实测数据反演结果和验证结果对比分析。结果表明,校正后的数据与真实地质情况更加接近,可有效排除金属体引起的假异常。

金属干扰环境下矿井瞬变电磁法探测研究

隧道掘进机或挖掘机是大而好的导体。在先进的检测中使用瞬变电磁法,他们会影响数据采集和解释的可靠性。在我们的实验中,我们使用了一个巧合的环和中心环型结构,线圈平面与工作面平行。在一种SIROTEM设备基础上,对挖掘机的瞬变电磁响应进行了探测,并对其响应幅值进行了分析。结果表明,隧道掘进机对先进的检测数据有影响,且与线圈的耦合方式有关。当挖掘机距天文台6米,可忽略隧道掘进机的干扰。

基于动态测量的RFID车载电子标识抗金属干扰研究

在周围环境存在金属的情况下,RFID系统会受到种种限制,金属层会干扰空间中电磁信号的传输,削弱RFID标签的读取灵敏度,读取距离大大降低。文章主要围绕RFID标签抗金属干扰能力进行研究,分析金属对电磁波传播的影响规律,提出改进措施,使得增益效果达到最好,将金属干扰的影响降至最低,对研究RFID车载电子标识系统在金属环境下工作的稳定性具有重要意义。

瞬变电磁金属干扰特征及校正方法研究

金属体对瞬变电磁法探测结果的影响较大,研究其影响规律并对干扰数据校正是瞬变电磁法资料解释及处理中的重要内容。论文首先在全空间瞬变电磁场的理论基础上,研究了均匀介质中全空间条件下瞬变电磁场的传播规律和视电阻率计算。然后设计井下金属体干扰实验方案,根据实际情况在井下进行现场探测实验,根据实际探测数据,总结了特定地质条件下瞬变电磁场的分布规律,并分析了金属体对于全空间瞬变电磁场响应的影响规律。根据其影响规律推导金属体干扰的校正函数,并对干扰数据进行校正。最后结合实际探测进行应用,得到校正成果并分析校正效果及其意义。研究表明:金属体对瞬变电磁响应的干扰存在一定规律,通过对金属体干扰的数据进行校正处理能够得到较好的探测效果。

井下瞬变电磁探测空间金属体干扰影响测试分析

矿井瞬变电磁探测技术作为一种非接触式的快速勘探技术,在煤矿安全生产中发挥了重要的作用。巷道实际探测中,施工现场铁器、金属支护物等金属干扰体对数据采集产生重要影响。通过井下巷道探测环境,模拟分析重叠回线线圈周边不同位置存在金属干扰体时,瞬变电磁场的响应特征,获得巷道体积空间中测试响应强度与变化规律认识,为矿井瞬变电磁探测施工和结果判定工作提供参考。

烟草物联网电子件烟箱无线射频抗金属表面干扰研究与应用

随着无线射频技术在物联网建设中的广泛应用,无线射频抗金属表面干扰是实际应用中一个难以回避的课题,本文以烟草物联网电子件烟箱为研究对象,提出无线射频抗金属表面干扰的有效解决方案及相关独创工艺技术,成功研制出的电子件烟箱已广泛应用于烟草物联网建设的实践中。

火焰原子吸收法测定水中的总铬时金属离子干扰的影响分析

随着工业的不断发展,水污染已经成为了最重要的污染形式。其中铬是水中较为常见的污染物,对于人体具有较强的毒害性,所以总铬被视为水环境监测最为重要的指标之一。本文主要分析环境监测中火焰原子吸收法测定水质总铬时其他金属离子干扰的影响,为更准确地测定存在多种金属离子的废水中的总铬提供参考。

海安地电台极区金属管道干扰的测试和分析

1999年 6月 5～ 8日海安地震台地电N6 0°E测向为ρs 值异常升幅 2 % ,而N30°W、N70°W两测向 ρs 值均处于正常年变化形态。经勘查、测试分析 ,确定为新埋设的地下自来水金属管道干扰所致。

隧道空间内金属体对瞬变电磁法探测结果影响研究

文章采用现场探测试验与室内物理模拟试验相结合的方法,研究了隧道空间内开挖台车与钢拱架等金属体对瞬变电磁法探测结果的影响规律。试验结果表明:隧道掌子面后方开挖台车与钢拱架等金属体均对瞬变电磁法探测结果有干扰,且随着金属体与探测线框距离的增大,其干扰系数呈指数减小,物理模拟与现场试验所反映的规律基本吻合。金属体干扰系数与隧道探测目标信号强度有关,在隧道掌子面后方金属体位置不变的情况下,掌子面前方低阻异常响应值越大,后方金属体干扰系数越小。现场采用瞬变电磁法进行隧道地质超前预报时,为减少金属体的干扰,应将开挖台车撤离掌子面至少30 m,同时探测线框距边墙至少1 m。

空气乙炔火焰原子吸收分光光度法总铬测定中火焰及共存金属影响探析

空气乙炔火焰原子吸收分光光度法检测废水中总铬时存在共存金属干扰测定现象。本文通过一系列不同测试条件下的干扰实验及测定结果图表分析,阐述燃烧器状态与共存金属对测定影响,得出了空气乙炔火焰原子吸收分光光度法测定总铬时最佳检测条件,可以取得较高的仪器灵敏度及消除共存金属干扰。

钙镁滴定应用联合掩蔽剂消除干扰的新技术

氧化钙、氧化镁滴定时由于重金属离子干扰和氢氧化镁沉淀会对钙和指示剂产生吸附,导致测试数据误差较大,现在通常使用氰化钾作为掩蔽剂,但其毒性较大。该文通过理论和实践创新总结出联合掩蔽剂方法,该方法不仅能有效地将重金属离子全部掩蔽消除,而且环保无毒、成本低廉、流程简便。重要的是可以使钙镁滴定数据更加准确可信。

集成铁氧体的LC应变传感器的设计及测试

针对金属环境下采用LC无线无源应变传感器出现电磁信号传输失效的问题,在传感器背面集成铁氧体材料,其原理是通过抑制电磁波在金属表面的涡流效应产生的感应电动势,实现在金属环境下的电磁信号耦合测试。通过HFSS软件进行仿真验证,在金属环境下LC无线无源传感器信号失效;在传感器基底背部集成铁氧体后,通过扫频得出铁氧体可以在金属环境下实现LC传感器的电磁信号传输。对铁氧体的厚度进行参数优化,最佳厚度为0.32 mm。搭建等强度悬臂梁测试平台,结果表明,金属环境下LC传感器可以通过铁氧体实现抗金属环境干扰,频率为37.7 MHz时,LC无线无源测试系统可以很好地实现信号传输,对应的S_(11)值为-25.6 dB。对悬臂梁施加外力使其发生应变,传感器在0~1300με的应变范围内灵敏度为61.54 Hz/με。测试结果表明,铁氧体有利于实现金属环境下的LC无线无源传感器应变测试。

矿井瞬变电磁探测几个问题探讨

为提高矿井瞬变电磁资料解释的水平,通过理论公式的计算和实测资料的统计,探讨了矿井瞬变电磁探测中3.个影响资料解释的问题。通过满足晚期条件(τ/L>16)的时间参数的计算、矿井瞬变电磁探测实际关断时间和实际晚期视电阻率计算公式的应用效果分析,结果表明晚期公式不适用于矿井瞬变电磁法。矿井瞬变电磁法测量是来自两个半空间的综合响应,视电阻率计算时应进行校正。矿井金属干扰实测数据的统计分析表明铁轨、刮板输送机等金属体的干扰远远强于金属锚网、吊装皮带,实际工作时应尽量避免这些干扰源。

瞬变电磁法隧道超前地质预报物理模拟

文章根据物理模拟相似性准则设计模型试验,采用水槽、盐水、塑料槽、铜板和铁块分别模拟围岩全空间、均匀介质、隧道空间、异常体和金属干扰体,重点研究隧道空间、金属干扰体及异常体自身对瞬变电磁法隧道超前地质预报结果的影响规律。试验结果表明:隧道空间只会对二次电磁响应值大小产生微弱影响,对二次电磁响应的衰减速度几乎无影响;金属干扰体的存在会严重影响探测结果,导致感应电动势增大,造成存在低阻异常体的假象;在对不同位置异常体的物理模拟试验中,感应电动势大小随着异常体与探测线圈距离的増加而呈指数衰减的规律。试验结果验证了瞬变电磁法用于隧道超前地质预报的可行性,为改进资料解释方法、提高探测精度提供了重要依据。

地质雷达在基坑勘查中的应用

地质雷达对垂直于异常体走向的探测应用较多,主要用于隧洞岩性完整性检测、地下管线调查以及地下空洞调查等。在地下水位浅、金属干扰严重的基坑中,利用地质雷达进行地下洞体展布情况调查。首先在干扰严重区和洞体出露区进行试验,了解他们的异常特点,再针对各干扰的特点进行数据处理,并总结出针对去除金属干扰的处理流程。将各测线上异常的位置附到测线上形成地下空洞的平面展布图,为地基处理提供依据。

接地电阻测量的问题和建议

接地电阻测量是接地施工中的一个重要环节。由于测量中存在的误差，尤其是地下金属管道引起的误差，使得测量数值大都偏小，导致实际阻值偏大造成安全隐患。本文分析了这种问题的存在及困难，井提出若干建议供施工中参考。

锚网支护对矿井瞬变电磁响应的影响与校正

巷道中锚网支护对矿井瞬变电磁探测结果影响较大。为研究施工过程中锚网造成的干扰响应机制,基于COMSOL软件模拟锚网支护下不同探测距离时矿井瞬变电磁响应特征,分析其影响规律;结合相关井下试验,研究不同探测方向时锚网对矿井瞬变电磁的干扰特征;对某矿井下受锚杆支护干扰的瞬变电磁原始数据采用多项式拟合函数进行校正处理。研究表明:锚网支护使瞬变电磁接受的二次场感应电动势显著偏大,锚网干扰程度在一定范围内与线框的距离反相关,且探测线框平面正对金属体时受到的干扰响应最大。采用的校正方法很好地还原了真实电阻率分布特征,提高了解释精度。