声波测井仪隔声方法及应用

声波测井是石油勘探和开发阶段必不可少的重要手段，在仪器一端声波以脉冲发射方式射人地层，这时声波沿井壁传播，在另一端被多套接收装置接收，这样通过声波首波到达的时间以及到达多套接收装置的时差来分析地层情况。这种沿地层传播的声波信号就是携带地层信息的有用信号，而井内传播的直达波，一次和多次的反射波，沿仪器内部达到接收装置的声波信号是不需要的信号，需要在仪器内采取各种方法将之衰减隔绝。本文主要就现有声波仪器的各种隔声方法及应用进行分析。     

基于短时能量的声发射源定位方法研究

通过分析语音信号端点检测的原理,提出将语音信号的短时能量端点检测方法应用于声发射信号到达时间的测定,并采用光纤F-P双探头传感器进行定位实验。首先,运用经验模态分解（EMD）对传感器接收到的声发射信号进行滤波预处理;其次,通过计算声发射信号的短时能量来确定声发射信号的到达时间;最后,根据各传感器检测到的声发射信号的到达时间差进行声发射源定位。实验结果显示,绝对定位精度达到4.9mm,相对精度达到4.67%,证明此方法可行,并达到精度要求。     

一种高精度超声波流量计时间测量方法

提出了一种不同于传统时间测量方法的测时方法一通过微调发射的超声波信号频率，使超声波信号最终整周期到达接收端并利用整周期到达频率直接算取超声波传播时间。文中给出了该方法的具体实现方案。     

用于中央空调管道清洗机器人障碍探测的测距仪器设计

该设计基于声波在空气中传播遇到障碍物反射的原理,通过超声波的发射和接收来完成黑暗空调管道内的障碍探测.测距器由超声波发射模块、信号接收模块、单片机处理模块、数码显示以及声光告警显示模块等部分组成.文中详细介绍了测距器的硬件组成、检测原理、方法及软件流程.     

声波测井信号定向接收处理方法及校验

采用定向接收处理方法对一个接收阵列的不同阵元接收到的信号进行延时相加,调节阵列接收器中每个阵元所接收的声波信号的延迟时间使它们同相位叠加,可以有利于接收某一个特定方向的声波。对铝质模型井进行了声波测井的物理模拟,观察到了明显的滑行纵波和来自模型井外边界的反射纵波信号。采用定向接收处理方法对实验测量波形进行处理,明显加强了滑行纵波和反射纵波信号。     

检验压电换能器平行度的一种方法

在测定超声波的声速时 ,往往是利用两个压电陶瓷换能器 ,如图 (1 )中的Ｓ1和Ｓ2 。它们的头部一般做成喇叭型。通常Ｓ1作为超声波的波源 ,当交变信号接入换能器后 ,它可将交变电信号变成压电材料纵向长度的伸缩 ,从而成为超声波的波源 ,Ｓ2 作为超声波的接收器 ,它将声信号再转变为电信号输入到示波器中 ,则在示波器中可观察到接收的信号 ,同时Ｓ2 又反射部分超声波。图 1　 1 .信号发生器　 2 .Ｓ1　 3.Ｓ2 　 4 .示波器从Ｓ1发射的声波 ,通过媒介到达接收器Ｓ2 ,那么在发射波和接收波之间存在着位相差 ,如果将输入Ｓ1的信号输入示波器的Ｘ…     

Gabor小波时频分析在声发射信号处理中的应用

介绍Gabor小波时频分析的基本理论,用数值仿真举例验证Gabor小波时频分析可同时在时域和频域上来表征信号分布的特点。利用该方法可得到声发射源定位中传感器接收到的声发射信号在时域和频域上的分布,并用于区分声发射信号的传播模式和不同的信号组成,得到声发射波群的准确到达时间,从而提高时差定位的精度。     

A TDOA location scheme using interference cancellation in LTE systems

为长期演进计划(LTE)通信系统提出了一种采用干扰消除技术来改进信号到达时间差(TDOA)的移动台定位方法.该方法针对移动台在靠近小区中心时接收邻近小区基站信号会受到服务基站和其他基站信号以及噪声的干扰,从而导致定位精度下降的情况,首先在信号接收端重建干扰并且从接收信号中对其进行消除,然后基于正交频分复用(OFDM)通信系统使用相关估计法估算信号传播时间,最后通过加权最小二乘法估算移动台的位置坐标.在多径传播以及非视距(NLOS)传播无线环境中,仿真实验证明,采用该方法可以有效改善靠近小区中心的移动台的定位精度.     

混沌序列在深海多波束高Ping发射中的应用

基于波束形成方法的相控发射可以向不同方向以小延时连续高Ping率发射信号,由于海底底质分层结构的变化,在接收端极易发生回波信号混叠。提出了使用混沌序列克服这一问题,建立了混沌序列筛选流程及编码模型;分析了Logistic序列、Tent序列及Chebyshev序列的相关特性,确定了Chebyshev序列在三者中相关性能最好。使用Chebyshev序列进行调频生成序列,并进行了仿真和水池实验,验证了混沌调频编码信号对混叠信号具有良好的分离能力。     

飞机壁板试样疲劳裂纹的声发射定位和监视

本工作对一种飞机壁板试样疲劳试验中的裂纹进行了声发射定位和监视,以探索飞机某些构件强度试验时用声发射监视结构完整性的可能性。一、定位的基本原理假定零件中 x、y 位置有一声源释放出声发射弹性波,这一弹性波特定的波模态有一传播速度 C,那么,在平板零件中波前相当于一个圆向外传播。如图1所示,弹性波首先到达第1号传感器,相继到达第3和第2号传感器。这就是说1,2、3三个传感器接收到同一声发射信号有一     

基于AR模型的声发射信号到达时间自动识别

声发射信号到达时间的信息,对于声发射事件的定位、识别以及声发射源机理分析都是非常重要的。实际应用中,常用人工读取或通过设定幅值阈值来获取信号的到达时间。针对以上常用方法的缺点,本文结合噪声信号的AR模型和声发射信号的AR模型,应用Akaike信息准则,实现了对声发射信号到达时间的自动识别。对实验数据的识别结果显示,该方法对信号的幅频特性变化比较敏感。在相同信噪比的情况下,该方法识别的偏差要小于阈值法。当信噪比较低时,阈值法可能会给出错误的结果,而该方法仍然能够给出较准确的结果。     

钻柱信道内双声接收器的回波抑制方法分析

在随钻测井中地面噪声与周期性信道结构形成的下行回波导致传输性能降低,为此,结合钻柱信道的噪声分析,利用上、下行信道的瞬态脉冲响应,构建回波噪声抑制模型,提出了双声接收器的检测方式。在钻柱激励端分别施加单位正弦脉冲信号和PSK调制数据,在接收端耦合下行的高斯噪声,应用钻柱内一维低频纵波传输的有限差分算法,在单接收器和双接收器模式下时域和频域仿真分析了钻柱内声信号的传输特性,验证了双声接收器检测方式的有效性。该方法可实现井下回波噪声的抑制,从而改善信噪比,提高传输速率,为钻柱声遥测系统优化设计提供方法基础。     

Liu-cos混沌系统在声波弱信号检测中的应用

针对混沌三维弱信号检测系统的特点,设计了一种傅里叶变换和李雅普诺夫算法相结合的收敛性判别算法,证明了三维Liu-cos混沌系统对于声波弱信号检测具有广域性并且当输入声波信号幅值大于临界阈值时,系统变量x输出平衡于输入的周期摄动力信号, 系统变量y和z的输出收敛于零,临界阈值具有唯一性。解决了传统Duffing混沌系统应用于声波弱信号检测时,系统变量x和y输出不收敛、只能进入窄域检测等问题。构造了Duffing混沌系统和三维Liu-cos混沌系统的实际声波检测实验,分析了混沌系统在实际声波检测过程中的性能。     

基于RQA与SVM的声发射信号检测识别方法

针对裂纹声发射信号检测问题,提出基于递归定量分析与支持向量机相结合的新型检测方法。利用小波阈值去噪原理,对采集的声发射信号进行去噪,将递归定量分析引入声发射信号检测,提取递归定量分析的量化特征参数,结合支持向量机对模拟裂纹声发射信号进行识别。并实验验证该方法的可行性。     

面向跨水空介质通信的雷达水表面声波提取

由于水空介质的非连续性,空中电磁波和水下声波都无法跨越该介质边界,所以无中继器跨水空介质通信一直是研究中的难点。水下声波会引起水空边界的微小振动即水表面声波(Water Surface Acoustic Wave,WSAW),而毫米波雷达能够实现对微动信号的高精度探测,因此文章提出了基于级联成像调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW)雷达提取WSAW信号的方法。首先研究了WSAW的基本特征及FMCW雷达微动信号的提取原理;其次采用线性调频的水下声信号并结合匹配滤波技术来提高输出信噪比,针对大幅度自然扰动,提出了一种多角度积累结合阈值相位补偿的信号增强算法;最后在不同波高的扰动下进行实验,结果表明在1.5 cm的自然波动干扰下仍能提取WSAW信号,成像FMCW雷达偏过一定角度也能有效地进行通信,验证了文中所提方法的有效性。     

多缺陷兰姆波拓扑成像

将时间反转理论与拓扑优化思想结合在一起,引入了直接声场和伴随声场的概念。通过将时间反转后的兰姆波散射信号作为伴随声场中的二次激励源,实现了信号在缺陷处的聚焦,并根据时域拓扑能量公式计算出检测区域内各点的拓扑能量值,从而对薄板内多缺陷进行表征。有限元仿真和实验表明：在多缺陷情形下,延迟叠加法（Delay and Sum,DAS）因受瑞利准则的约束而在缺陷间距小于分辨率阈值时,无法对缺陷位置进行定位;时域拓扑能量法通过兰姆波时间反转聚焦、图像融合,不仅提高了缺陷检测分辨率,还消除了多模式、有噪声环境下伪像的干扰。有效推动了兰姆波在板类结构无损检测中的应用。     

水声脉冲信号检测的新方法

水声脉冲信号是由一个运动平台上的发射器发射的。信号的调制方式、载频、幅度、脉宽以及周期均为未知。该文介绍了一种水声脉冲信号检测的新方法。水声脉冲信号接收机输出的短时谱重心是不断起伏的。起伏在高信噪比时会变得很小,而在低信噪比(或无信号)时会变得很大。由于,起伏的绝对偏差移动平均可用来度量起伏的大小,因此,它可以被用来检测水声脉冲信号。还介绍了新检测方法的原理、算法以及仿真结果。在海洋噪声、运动载体的辐射噪声以及小的多途干扰背景中,该方法能可靠地检测水声脉冲信号,并能同时对信号的一些参数作出估计。     

组合声源测试消声器传递损失的噪声信号修正方法

针对某些传递损失较大的消声器,现有白噪声测试设备的单一噪声源发生器无法满足消声量的测试需求。通过采用低频和中频两种声源发生器,利用过渡管道与测试管道垂直连接的方式,实现了两种声源组合发声对消声器声学性能的测试。为了解决过渡管道与组合声源系统连接处声阻抗变化,导致输出的噪声信号频谱特性随机波动的问题,提出了一种噪声信号的修正方法。该方法基于四传感器法测量过渡管道声阻抗,根据过渡管道传递矩阵,以随机白噪声为激励源输出的管口噪声作为输出声压信号,得到组合声源系统的输入声压信号,实现了对组合声源系统声音信号的补偿。实验结果表明,与传统均衡器调节方法相比,该方法能够在较宽的测试频率范围内输出平稳的声压信号;其次,利用修正前后的声学信号对扩张腔的传递损失进行测量,修正后得到的测试曲线与理论值吻合度较高,证明了该方法的可行性。     

基于分数阶功率谱熵的未知水声脉冲信号检测方法

水声侦察的核心问题是在无先验知识条件下捕获其他平台发射的脉冲信号,单频（Continuous Wave,CW）信号和调频（Frequency Modulation,FM）信号是常用的水声探测脉冲。功率谱熵算法能有效检测低信噪比的CW信号,但对FM信号性能不佳,分数阶傅里叶变换（Fractional Fourier Transform,FRFT）则能聚集FM信号能量。利用FRFT的性质,结合功率谱熵算法,设计了分数阶功率谱熵检测器,可在分数阶域实施未知脉冲信号检测。理论分析了FRFT对FM信号的能量聚集作用,优化了FRFT阶数搜索方法。仿真实验以及海试数据处理结果证实检测器对FM信号性能良好,且对CW信号的侦察检测性能无影响。通过门限学习,检测器可实现对未知水声脉冲信号的统一自动检测。     

超声导波用于液层负载板损伤检测的数值模拟

液层负载薄板结构的损伤检测是结构无损检测和健康监测中的一个重要问题。为寻求合适的液层负载薄板结构损伤检测信号及分析损伤缺陷对检测信号的响应,求解了双侧液层负载薄板的频散方程,计算得到4 mm双侧水域负载铝板的频散曲线,并利用有限元模拟方法研究了缺陷位置、角度及大小对铝板中检测信号的影响。研究结果表明:中心频率小于100 kHz的S0模式漏Lamb波衰减因子趋近于0,适合长距离损伤检测。此外,当缺陷的存在造成板结构的不对称性时,声信号在缺陷处发生明显的模式转换,且转换出的A0模式信号的透射系数随缺陷位置到板厚中心距离的增加而减小,随缺陷与铝板中间面的角度和缺陷长度的增加先增大后减小,并随缺陷宽度的增加而增大。