AFS型测流平台水文信号采集方案的研究应用

为了实现无人远程测流,需要采集三个关键信号,即水面信号、流速信号、水底信号,这里提出了一种关键水文信号采集方案,通过旋桨流速仪和使用STM32单片机的信号采集仪来采集水面信号和流速信号;通过编码器与转臂式失重开关采集水底信号;PLC计算出水深与流速信号后传输至上位机做保存与处理。流速信号受制于旋桨流速仪影响,抖动干扰严重,提出了去抖动滤波方案,并通过实验验证滤波电路切实可行;针对不同地区水阻所造成的A/D采集参考电压不同,编写了专用APP,采用蓝牙连接调整参数,提高了该采集方案的适用性。经过实地测试,使用该方案所得到的流速、水深数据符合水文站的精度要求,能够有效的节省人力成本和时间成本,提高水文测流过程的自动化程度。

锁底结构焊缝相控阵超声检测技术

针对锁底结构X射线不可检焊缝开展相控阵超声检测技术研究。通过相控阵超声声线与声场仿真分析,确定了合理的扫查方式。对比了4.0 MHz和7.5 MHz探头的检测信噪比及缺陷响应情况,结果表明:高频探头的检测分辨力与缺陷尺寸测量精度较高;对于粗晶材料,低频探头比高频探头具有更高的缺陷检出率。通过对比超声、射线及剖切金相结果研究了锁底结构对回波信号的影响,获得了未焊透信号识别方法。利用焊接模拟样件进行工艺验证实验,实验结果表明,相控阵超声技术可有效检出除对侧坡口未熔合之外的全部缺陷,且定量结果与射线检测基本一致。采用研究获得的检测工艺累计完成多件产品检测验证,为持续优化焊接方法、改进接头坡口形式提供了参考。

杆底介质对应力波特性的影响研究

检测信号底端反射微弱,影响杆底信号的准确识别。通过在杆底附加对超声波绝缘的介质(沥青、橡胶)来增强锚杆底端检测信号的反射强度。依据检测信号的幅频、标准差、有效值、信号幅值等特征,分析锚杆底端不同介质对杆底信号的增强作用与在分级载荷条件下不同介质对应力波特性的影响,并通过数值模拟验证了此方法的有效性。研究结果表明:在杆底附加沥青或橡胶可以增强无损检测时锚杆的底端反射信号。该方法使应力波振幅、标准差、有效值增大,增加了检测信号强度,可以有效提高底端反射信号的识别精度;对附加不同介质的锚杆施加轴向载荷,随着荷载的增大,检测信号的有效值和幅值标准差会逐渐减小,固结波速会随着轴向载荷的增大而增大;在数值模拟中,杆底介质可以增大加速度幅值,减少能量衰减,波形特性更加明显;杆底反射信号与杆底介质弹性模量存在一定关系。

基于漏磁检测方法的储油罐底板缺陷研究

为了实现储油罐底部缺陷部分的漏磁检测,达到预防和解决储罐安全问题的目的,本文基于漏磁检测基础原理进行漏磁检测研究,对漏磁检测技术中正反演问题进行分析,确定储油罐底腐蚀缺陷检测流程,对缺陷进行仿真研究,设计储油罐底部缺陷漏磁检测装置,构建二维模型与匹配传感器,完成漏磁检测装置设计。建立模型并通过软件进行有限元计算,研究不同缺陷条件下对漏磁信号曲线的影响,探究漏磁信号曲线与不同缺陷条件间的联系,以达到磁化装置的优化设计。

深部钻进井底冲洗液压力自动控制系统分析研究

我国计划施工一口深度为13000 m的地质特深井,意义重大。在深井钻进中,特别是超深井钻进中,如何把井底的钻进工况参数准确及时地传送到地面,进行调节控制,以保证正常钻进和提高钻探技术经济指标,俄罗斯专家提出了组合联系通道。如何控制冲洗液井底压力,以保证钻进安全,防止事故发生,需要有一个自动控制系统,以及如何解决此系统中的信号响应滞后问题,俄罗斯钻探科研人员在这些方面做了大量的工作,取得了一定成果。这些研究成果值得引起我们的注意。

声发射技术在罐底腐蚀检测中的应用与研究

在利用声发射技术对四个大型原油储罐底板腐蚀情况进行现场检测的基础上,对采集到的声发射信号进行处理分析,并对比了不同时段的用于罐底信号定位的声发射事件。结果表明:同样一个储罐在白天和夜间得到的声发射事件数量差异巨大,在夜间采集的声发射数据更能代表罐底腐蚀的实际情况。可用于判别检测过程是否受到噪声影响;可以为以后的声发射检测时间的选择提供指导意义。

海底地震仪的信号传递效果和噪声水平

单球式海底地震仪(以下简称OBS)由于其成本低、操作简便的优点在天然地震研究、人工地震探测中获得了广泛应用.本文首先分析多型进口和国产OBS在台湾海峡西部采集的地震数据,发现同一台OBS上的垂直向速度检波器(Z分量)的信噪比常显著低于压力检波器(H分量),由于这两种检波器记录的都是海底的垂向振动信号,推测速度检波器的低信噪比更多的与仪器特性有关.然后从信号传递和噪声水平两方面分析影响速度检波器信噪比的因素:为检测速度检波器与OBS壳体的耦合效果,对某型宽频带OBS和陆上地震仪进行了同址同步观测试验,发现OBS的整机灵敏度有较大的差异;为分析速度检波器的水底噪声特征,以H分量记录作为基准,对比分析了同一台仪器不同站位的Z分量噪声水平,发现速度检波器在浅海区受到较大的次生干扰.本文指出OBS的内部耦合和水流次生干扰是至今尚未引起大家重视而又严重影响资料品质和多波探测成效的两个关键问题,这一研究结果对于改进OBS结构设计和制造工艺,以及OBS数据多分量处理方法研究有重要的参考意义.

海底地震仪实测信号特性分析

置于海底数百米至数千米的海底地震仪(OBS)的实测信号相比陆地地震仪具有不同的特性;由于水的作用或记录信号源频率的不同,短周期OBS和宽频带OBS记录的信号又有明显的差异。文章对南海西南次海盆地震探测期间记录的人工气枪震源和天然地震实测信号进行了时频分析,结果如下。1)气枪作业后在海底激发两种噪声:一是水的波动不断叠加形成的长波,周期50s左右,以水平分量为主;二是高频噪声,主要是OBS底座细微晃动引起的。2)宽频OBS对于水下移动目标激发海底波动具有很好的探测能力,特别是水平分量可以获得大振幅且周期特征清晰的记录,并能够指示方向。3)宽频OBS能记录到清晰的天然地震信号,为研究调查区岩石圈结构增添了更多的信息,短周期OBS对远震直达P波有很好的记录。国产宽频I-4C型OBS碰巧记录了日本M9.0级大震。

海洋浅地层剖面资料的数据处理方法

在海上地球物理调查中,为了揭示浅部地层结构、浅层气、古河道以及其他潜在地质灾害,浅地层剖面测量是一种不可缺少的重要的手段之一,但是各种环境噪声的影响会导致采集到的原始资料质量不佳,影响后续的解释工作。以PARASOUND 70型参量式浅地层剖面仪实测资料为例,结合前人的研究成果,总结阐述了一些用于浅地层剖面资料的数据处理方法,提高了原始资料信噪比以及分辨率,为海洋地质结构的解释提供了良好的基础资料。

浅海沉底小目标时的反探测研究

在浅水波导环境下,时反处理利用声场的时反聚焦特性,基于收发合置阵,将接收信号在时间上反转后,再向介质中发射回去,时反信号能量会在目标处聚焦,同时使混响降低.在接收增强的目标回波信号之后,通过多路径补偿波束形成,继续提高信混比.再将波束形成的输出与发射信号的拷贝进行相关处理,以其输出作为检验统计量进行目标检测判决,并根据到达信号的时间延迟对目标行距离进行估计.在湖上实验中,通过比较BS发射和TR发射两种情况下的混响和目标处的入射能量,发现时反处理具有抑制混响、提高信混比的能力.在实验室波导中,利用时反处理的优点进行了沉底小目标探测实验.波导实验结果表明,主动时反探测系统不仅能够有效地检测到沉底小目标,而且可以对目标进行测距.

基于希尔伯特变换的Chirp信号浅地层剖面数据分析及转换

浅地层剖面系统在海洋工程勘察、海洋矿产资源探测等方面发挥着重要的作用。美国EdgeTech公司生产的3200系列是一种应用较为广泛的Chirp信号浅地层剖面系统,该仪器原始记录的JSF格式数据与传统的SEGY地震数据格式存在很多不同的地方,具体体现在文件头和道头部分,特别是数据记录方式上它同时记录了包络信号和振幅信号两种类型的数据。因此,编写适用的C程序代码将JSF原始数据转换为包络信号和振幅信号两种类型的SEG-Y标准地震数据,并运用该程序读取并转换了南海北部某区域的实测浅剖数据,并分析了浅剖资料解释中采用包络信号数据的原因,为利用振幅信号数据反演海底反射系数等后续工作奠定了基础。

浅剖数据解译中淤泥层层界提取方法

港口与航道淤泥层层界确定对于港航建设开发与工程实施有着重大意义。本文针对港口航道浅地层剖面仪原始采集数据模糊的问题,分析了影响原始数据真实性的主要原因,实施了中值滤波法多次波压制与消噪处理,取得了清晰可靠的真实数据图像文件,根据海底声波不同层界反射特征,对比分析了脉冲信号声强图像变化情况,探讨了基于浅剖数据声强图像提取淤泥层厚的方法。试验证明该方法可以达到当前钻孔资料所能达到的精度范围。

基于混沌理论的海底混响中目标回波提取(英文)

提出了基于混沌理论的混响中目标回波提取新方法。该方法主要得益于一种新的预测模型,该模型基于径向基函数神经网络,综合利用了时间序列的前向和后向预测,解释了该模型用于混沌信号分离的基本原理,用几种混沌时间序列分析了该模型用于混沌信号建模和谐波信号提取的性能。该方法用于湖试混响中目标回波提取的结果表明:该模型可以用于提取信混比不小于1dB的目标回波。

基于聚类分析的罐底声发射检测信号融合方法

采用声发射技术进行罐底腐蚀与泄漏检测过程中,需要对多个传感器的检测到的声发射信号进行融合处理,将属于同一声发射源的声发射信号判定为一个声发射事件。但是在现场检测过程中,由于噪声的存在,使得在声发射信号融合处理时容易对声发射源产生误判。针对该问题,提出了一种基于聚类分析的罐底声发射信号融合方法,其基本原理是先根据事件定义时间进行初始声发射事件判定,然后采用聚类分析方法对初始声发射事件中的信号进行分类,将每一类信号分别判定为一个声发射源。现场实验表明采用该方法抗噪声干扰能力强、误判概率低,能准确反应罐底腐蚀的实际情况。

三维深水崎岖海底区低信噪比地震资料处理策略

深水崎岖海底地震资料处理存在诸多难题,如延续相位问题、噪声与多次波压制问题、成像问题以及长偏移距表现的各向异性问题等等。通过某三维工区深水崎岖海底地震资料处理,探讨了深水崎岖海底低信噪比地震资料的特点及针对性处理策略,分析总结了多域去噪的保幅压噪、多次波衰减、确定性子波反褶积、高密度双谱自动速度分析、弯曲射线偏移等技术及其处理效果,为类似工区的地震资料处理提供了很好的借鉴。

基于分数阶傅里叶变换的Chirp浅剖精细探测方法

实现弱回波信号检测和高信噪比(SNR)浅剖图像获取是浅剖精细探测的首要任务。该文在分析分数阶傅里叶变换(Fr FT)解卷积原理,推导时间量纲化变换公式的基础上,提出一种基于Fr FT的浅剖精细探测新方法。该方法通过Fr FT解卷积实现分数阶傅里叶域(u域)沉积层冲激响应求解,采用u域加窗滤波技术对带内噪声进行有效抑制,经时间量纲化变换实现高信噪比u域沉积层冲激响应包络信号至时域浅剖包迹的直接变换,得到高质量的浅剖图像。仿真实验和实测数据处理验证了算法的精细探测能力,算法性能优于脉冲压缩和自回归(AR)预测滤波方法。

FrFT解线调浅剖信号增强算法及FPGA实现

针对浅剖信号带内噪声抑制问题,提出一种基于分数阶Fourier变换(FrFT)解线调理论的浅剖信号增强算法,在分数阶Fourier域(u域)去除chirp浅剖信号带内噪声与信号间的耦合,推导出任意时延chirp解线调信号u域的频率表达式,分析了解线调多途信号的u域频谱特征,并指出时间窗位置的选取不会影响算法性能,以此为理论依据联合时频域带通滤波和u域遮隔处理实现信号空间与噪声空间的分离,达到了提高带内信号信噪比的目的。计算机仿真实验验证了算法的有效性,并在1片FPGA上实时实现了该算法。

一种道路模拟系统辨识信号的产生方法

以道路模拟系统为分析对象 ,提出了一种关于模拟系统辨识中的辨识信号生成的新方法·根据系统的特点 ,构造出一个下三角滤波器 ,根据实测信号的统计特征来确定滤波器的值 ,并利用正态白噪声通过该滤波器来得到所需的信号·实际表明应用该信号进行系统辨识能达到较好的辨识效果 ,且辨识效率高·

海底大地电磁探测仪的测试方法

根据海底大地电磁仪的特点 ,利用随机信号和线性系统理论 ,提出了快速可靠地测试仪器各通道幅谱特性、相频特性、噪声、信噪比等参数的方法 .对于仪器的中高频段 ,采用一定带宽的正弦扫描信号作为测试的激励信号 ;在仪器的低频段和超低频率 ,商用信号发生器无法产生相应的正弦扫描信号 ,采用带宽的 2 n 系列伪随机信号作为测试的激励信号 ,通过几次测量就能完成仪器在整个工作频率范围内的测试工作 .此外 ,开发了相应的测试软件 ,能自动计算电道和磁道在一定频率范围内的测试参数 ,使用方便、简单、快捷 .

海底油气管线超声波检测系统设计与应用

超声波检测具有可测量绝对壁厚、适应材料多样性等特点,因此超声波检测是海底油气输送管道检测的重点研究方向。介绍了超声波检测原理及超声波检测系统的总体构成,确定了超声波通道数的选择方法及探头工作频率的计算和选择方法。试验及应用表明,海底油气管线超声波检测系统各项指标基本达到技术要求,能够准确检测出正常回波下的壁厚信息及管道的螺旋焊缝、直焊缝等特征轮廓;该检测系统会受到气泡的影响,因此应在投放装置上研究介质中气体排放措施。