瞬变电磁法探测盲区深度减少和探测深度增加技术

为解决瞬变电磁法在井下探测时存在探测盲区和探测深度受限等问题,根据瞬变电磁法工作原理,对瞬变电磁法盲区深度减少技术和探测深度增加技术进行研究。在早期信号的基础上,根据最小二乘法原理,将感应电位的衰减曲线借助Matlab工具进行拟合,并在YCS40(A)的软件处理中进行叠加,经4次拟合后,结果较为理想,可减少盲区深度至18 m;通过对瞬变电磁仪线圈边长大小、发射频率和深度系数的对比分析发现,采用2 m发射线圈,通以大电流,调节最低发射频率,提高时深转换系数,可增加TEM探测深度。研究结果可指导井下瞬变电磁法的应用,对确保煤矿企业安全生产具有重要意义。     

矿井瞬变电磁法在老窑水超前探测中的应用

介绍了矿井瞬变电磁超前探测技术的原理与方法,在某矿2号总回风巷的掘进过程中,采用该技术对掘进头前方的老窑积水区进行了探测。探测结果表明,矿井瞬变电磁超前探测技术能准确圈定老窑水的位置,其施工方便快捷适于实时跟踪探测,但对积水量仅能做定性评价而不能给出定量解释,视电阻率断面图上探测异常区域分布比实际积水区间要大,且侧帮测点易受到金属锚网支护的影响,同时由于采用多匝小回线装置形式,发射电流关断时间过长,存在近距离探测盲区。     

瞬变电磁探测发射电流波形记录单元设计

为削弱一次场的影响,减小探测盲区,需要记录发射电流波形。本文采用电流取样、前置放大及滤波、信号采集等技术,记录发射电流关断波形。实际测试结果表明:设计的电流记录单元能够完整、平滑地记录发射电流波形,记录的波形与示波器观测到的发射电流波形一致,电流采集精度高。     

海洋电磁探测技术发展现状及探测天然气水合物的可行性

海洋电磁探测是利用海底介质的电磁感应信息,对海底的矿产资源分布进行电性推断的一种技术。由于天然气水合物与海底沉积物的电学性质差异,因此可以利用电磁探测方法用于探测海底天然气水合物。"863项目""天然气水合物的海底电磁探测技术",成功研制出我国的海洋天然气水合物电磁探测仪器。本文对海洋电磁探测原理、研究现状及我国"863项目"研制的海洋天然气水合物电磁探测仪器进行了介绍。     

MID-K电磁探伤测井仪器改进设想

根据电磁探伤原理及测试实例研究分析,电磁探伤在测量双层套管时,内层管的内外壁及外层套管内壁均能探测清晰,结论正确,但对于外层套管外壁仍不能探测清楚,针对这种情况,建议对仪器进行改进,在仪器下部增加一个聚焦线圈,用以增强仪器的探测范围.这样就可以增加外层套管外壁腐蚀情况探测的准确性.     

基于Guptasarma汉克尔变换的频率域航空电磁特征

在实际工作中,通常认为直升机频率域电磁系统最大勘探深度为150m,但这些都是根据实际的勘查经验得出的,没有统一的标准。本文运用均匀半空间模型,对比了Anderson和Guptasarma汉克尔变换方法,说明Guptasarma方法更优,并基于Guptasarma汉克尔变换方法,推导了不同装置的频率域电磁响应的理论公式,计算了不同装置的频率域电磁响应特征,认为不同装置的直升机频率域电磁系统,探测深度不同,提出对于不同产状的地质体,运用不同的装置进行探测,并给出了不同装置的频率域电磁系统的理论探测深度,具有一定的理论意义。     

两种时间域航空电磁系统响应曲线对比分析

目前,航空电磁测量系统的研制、方法理论研究以及数据处理解释软件开发逐渐成为国内研究热点,针对以上问题,本文利用Maxwell内置的正演模拟算法,通过二维薄板模型的电磁响应曲线分析,对目前国外广泛使用的直升机和固定翼航空电磁测量系统的空间分辨率和探测深度进行了综合研究及对比分析,在正演曲线剖面图上清晰得到了两种系统各自的特点,为理论研究时间域航空电磁响应的分布规律提供了新的思路,也为研究航空电磁反演奠定了基础。     

瞬变电磁法（TEM）在露天铁矿采空区探测中的应用

在露天铁矿开采中,先存的采空区是巨大的安全隐患。为了摸清某铁矿采空区的赋存状况,运用瞬变电磁法对采空区进行了探测应用研究。结合高密度电阻率法探测和工程钻探的结果,发现瞬变电磁法在铁矿采空区探测工作中效果显著。同时瞬变电磁法具有探测深度大、探测盲区小、分辨率高、体积效应小和操作简便等优点,是一种经济、便捷的地球物理探测手段。在露天铁矿采空区探测中具有推广的价值。     

基于感性负载的瞬变电磁发射波形控制技术

提出了基于感性负载的瞬变电磁发射波形控制技术,系统以数字逻辑控制器为核心控制单元从时间上精密控制发射时序。采用恒压钳位技术对阻尼吸收电路进行了研究。提出一种新颖的关断时间测量技术,测量准确简单,同时设计了一种特殊的RCD缓冲电路。野外实验结果表明:系统所发射电流波形经过高精度控制关断时间短、下降沿线性度高、关断后无反向过冲及振荡、关断时间测量准确,电流峰值可调。     

海底无限长水平线电流源电磁场

海底岩石电阻率远高于海水电阻率,假设将水平线电源敷设于海水与海底大地的分界面上,则在水平线电源中部一定范围内,可将线电源看成无限长水平线电源。根据2个介质的分界面上电场、磁场的切向分量连续,对于界面两侧介质导磁率均接近μ0的介质,磁场的法向分量也连续,从水平电偶极子在介质中的矢势公式出发,经过数学推导,得出了海底无限长水平线电流源电磁场频率域和时间域的解析表达式,为海洋电磁法的研究提供了一种理论依据。     

主动探测型时间反转电磁波聚焦

为扩展时间反转理论在电磁领域的应用,提出了一种基于主动探测的时间反转电磁波聚焦方法.该方法是通过时间反转目标的反射波并在目标搜索域内进行能量搜索来实现重聚焦的.首先,收发合置传感器阵列的一个天线阵元向目标区域发射电磁波信号,该电磁波信号遇到目标后反射,反射后的电磁波被各天线阵元接收并记录.当所有阵元全部完成上述发射和接收过程后,将每个阵元中得到的所有信号相加,并进行时间反转.然后,将各阵元时间反转后的信号虚拟重发到目标域中,则信号能量会在目标处实现重聚焦.根据电磁波的传播特性,给出了主动探测型时间反转聚焦的原理及方法.最后,通过仿真实验验证了主动探测型时间反转可以有效实现电磁波重聚焦的特性.     

一种实用化的交流斩波PWM控制时序研究

针对交流斩波电路容易产生短路,电压过冲和过电流等问题,提出一种基于交流电压和交流电流过零检测的交流斩波控制方法.通过对不同性质负载的电压和电流的相位研究,使用对电压和电流过零信号进行滤波,调相和逻辑运算后使能交流斩波的方法,避开过零点附近振荡过零区域,避免主电路产生短路.通过对斩波电路拓扑和控制时序的研究,使用逐渐改变PWM控制信号占空比的方法,实现电压软过度.通过实验检测,交流斩波调压电路实现了电压软过度的目的,并且不再出现短路,电压过冲和过电流现象.使用这种方法,从本质上解决了传统交流斩波电路中的短路,电压过冲和过电流现象,保证了交流斩波系统安全持久运行.     

地空频率域电磁系统在小煤窑勘查中的应用

为实现金谷煤矿小煤窑采掘边界圈定，采用地空频率域电磁系统开展小煤窑采空积水区的勘查试验工作。实际勘探中设计124条南北方向测线，利用无人机搭载探测天线进行电磁数据的连续采集。通过数据处理与解释，获得了测区内地下50~300 m范围内的视电阻率剖面。根据相对低阻异常的分布情况，圈围出两个煤窑采空积水区疑似位置。经过与实际煤层采掘资料对比，圈定的1处低阻异常区域下方存在高度充水的采空区。研究结果证明了地空频率域电磁系统在小煤窑勘查工作中的可行性及有效性。     

电动汽车无线充电金属异物检测线圈电磁特性

在电动汽车无线充电系统中,为实现较大范围内对小型金属异物的有效检测,提出一种金属异物检测线圈电磁特性的分析方法. 基于谐振电路在受到金属异物干扰后会产生失谐现象,论述金属异物检测的基本原理;分析检测线圈电磁特性的主要影响因素,给出将若干个PCB(Printed Circuit Board)型小线圈通过串并联构成线圈组的线圈设计方案;用Maxwell软件仿真分析金属异物进入检测线圈上方对线圈磁场的影响,得到不同的线圈结构参数和线圈连接方式对检测线圈电磁特性的影响规律;在无线充电环境下,用检测线圈组的感应特性仿真实例验证所提出的检测线圈组设计方案的可行性. 结果表明:本文提出的设计方案能够有效抑制电动汽车无线充电过程中环境磁场引起检测线圈的感应电压噪声,金属异物检测线圈电磁特性的分析方法能够为电动汽车无线充电系统中金属异物检测线圈的设计提供指导.     

斜井层状介质孔中时间域电磁张量响应特征

在石油勘探、金属矿找矿以及地下空间探测领域,孔旁远探和随钻前探是迫切性技术需求。结合三分量感应测井和瞬变电磁场理论,提出了一种孔中时间域电磁张量测井方法。基于谐变场三维感应测井9个磁场分量求解方法,采用传输线法实现并矢格林函数的快速计算,通过将谐变场的磁张量转换到时间域,获得孔中时间域电磁场张量计算公式; 然后,建立一个斜井三层介质模型,分析该模型下感应电位张量各分量的时间衰减规律,得到目标层电磁张量响应特征; 最后,在地-井瞬变电磁实测资料分析基础上,比较孔中张量测井方法的效果。结果表明:感应电位张量xz、yz、zx以及zy分量衰减曲线符合垂直磁偶源激励场特征,其他分量满足水平磁偶源激励场特征; 与z相关的分量对地层电性界面的反映最为明显,可以作为张量解释的首选分量,其他分量可以作为辅助分量; 低阻目标层在多测道曲线和感应电位张量时间剖面中得到清晰识别,为孔中张量电磁资料处理与解释提供了手段。     

多芯片组件高速电路布局布线设计及信号传输特性仿真

以检测器电路为例,利用APD(Advanced Package Designer)软件实现了电路的多芯片组件布局布线设计．结合信号在时域和频域的反射、延时和电磁干扰分析结果,对电路布局布线结构进行了反复调整．采用50MHz脉冲信号触发,噪声裕量增大了124.86mV;上、下过冲分别减小了180.61mV,465.36mV;传输延时、开关延时和信号建立时间分别缩短了0.407835ns,0.4188ns,0.35968ns,同时输入信号的相对延时不超过0.2ns,电磁干扰强度也减小了10%以上．仿真结果表明经调整和改进后的电路布局和布线设计可以满足信号传输的要求．     

无线传感器网络微型节点设计的电磁建模方法

为解决微型无线传感器节点设计过程中无法分析射频微机电（RF MEMS）器件微小可动结构的电磁特性问题,提出一种电磁建模方法——变形时域交替方向隐式有限差分法。采用有限差分技术,引入时间变量实现一维垂直运动结构动态方程的时域离散;讨论了时域交替方向隐式有限差分法（ADI-FDTD）的三维数值色散关系;提出线性电（磁）介质参数插值的方法,解决了运动结构的机械时空步与电磁时空步的不一致问题,实现了复杂三维动态结构的时域描述。仿真实验验证了该方法可行有效。     

地空时间域电磁系统在陕西神木地区煤矿采空区勘查中的应用

为实现陕西神木地区哈拉沟煤矿周边小煤矿采空区的精确定位,采用地空时间域电磁系统在哈拉沟煤矿三盘区附近原小煤矿可能开采范围开展勘查工作。利用电源车集成的大功率地面发射系统,搭配基于旋翼无人机的单分量地空电磁信号接收系统,共采集23条测线的电磁数据。经数据处理后,得到勘查区内地下视电阻率与视深度的高分辨率成像剖面,结合已知钻孔资料综合分析,推测勘查区对应地下煤层位置的低阻带是由煤层积水采空区造成,据此共圈定了8处疑似积水采空区,其中5处为相对低阻异常区域,分布于勘查区中南部、中部以及东北部区域。本次探测工作验证了地空时间域电磁系统在煤矿采空区勘查中的有效性,能够为工作面合理布置和采空区治理等提供可靠的地质信息。     

网络入侵异常检测的实时方法

目前市面上的入侵检测系统一般都是基于特征匹配,不能对未知入侵进行有效检测,异常检测可以较好地检测未知入侵。M IT林肯实验室提出了一种离线的异常入侵检测方法,但不能据此建立实际的入侵检测系统,为此,提出一种能实时检测网络异常的入侵检测方法。该方法可以实时重建网络连接,提取每一连接的31个与入侵有关的特征,运用支持向量机进行在线检测,实验结果表明,该方法是有效的,检测精度在95%以上。为缩短入侵检测时间,对最短检测时间进行了研究,提出了最优入侵检测时间算法,根据此算法得出局域网内的异常连接在250m s内即可较准确地检测出。     

A frequency domain reliability analysis method for electromagnetic problems based on univariate dimension reduction method

In this paper, a class of electromagnetic field frequency domain reliability problem is first defined. The frequency domain reliability refers to the probability that an electromagnetic performance indicator can meet the intended requirements within a specific frequency band, considering the uncertainty of structural parameters and frequency-variant electromagnetic parameters.And then a frequency domain reliability analysis method based on univariate dimension reduction method is proposed, which provides an effective calculation tool for electromagnetic frequency domain reliability. In electromagnetic problems, performance indicators usually vary with frequency. The method firstly discretizes the frequency-variant performance indicator function into a series of frequency points' functions, and then transforms the frequency domain reliability problem into a series system reliability problem of discrete frequency points' functions. Secondly, the univariate dimension reduction method is introduced to solve the probability distribution functions and correlation coefficients of discrete frequency points' functions in the system. Finally, according to the above calculation results, the series system reliability can be solved to obtain the frequency domain reliability, and the cumulative distribution function of the performance indicator can also be obtained. In this study,Monte Carlo simulation is adopted to demonstrate the validity of the frequency domain reliability analysis method. Three examples are investigated to demonstrate the accuracy and efficiency of the proposed method.