基于SOI衬底的宽带低损耗声表面波滤波器研究

使用结构为42°Y-X LiTaO₃(600 nm)/SiO₂(500 nm)/Si的SOI衬底，通过抑制横向模式等优化设计，研制了单端谐振器和声表面波滤波器。经测试，谐振器的谐振频率为1.5 GHz，品质因数(Q)值高达4 000；滤波器的中心频率为1 370 MHz，插入损耗为-1.2 dB，1 dB带宽为74 MHz，相对带宽达到5.4%，阻带抑制大于40 dB，且温度系数在-55~+85 ℃时优于-9×10^-6/℃。该产品具有高频、宽带、低损耗、低温漂、高阻带抑制的特点，其性能指标优异，具有很好的实用性。     

混凝土结构的压电声波检测分析

本文介绍了混凝土结构的压电体波和表面波检测的主要进展,对两种压电声波检测的优缺点进行了总结。体波检测设备一般埋入混凝土内部,需要选择合理的检测部位,检测结果较为精确;声表面波检测无需选择特定的部位,但是检测深度有限。在实际检测工作过程中,可以联合两种方法相互验证。     

基于声发射原理的矿井掘进机故障诊断技术研究

针对在我国各大矿区广泛应用的EBZ160悬臂式掘进机,基于声发射原理及技术,设计一套掘进机故障诊断声发射检测系统,获得各种故障的声发射数据样本,同时借助小波神经网络的迭代收敛性质,对故障数据样本的精确度进行验证,正确率较高,能够较好地应用于井下掘进机的故障诊断.     

声模态对超声破碎空化场的影响

以20 kHz浸入式超声破碎装置为研究对象，将声场分析与有限元方法相结合，分析了超声破碎料腔在不同声场条件下（液位高度、声源位置）的声模态特性，并对超声场内的空化分布和平均声能密度的变化规律进行探讨，最后应用声学测量方法和图像采集试验进行了验证。结果表明：超声空化的空间分布与料腔中声场的声模态特性相关；料腔半径一定，当液位达到料腔声场的谐振液位时，场内平均声能密度较高，空化效应显著增强，空间分布与场内声压分布一致。在谐振液位时，声源位置的布放对平均声能密度和空化增强影响显著。     

煤岩灾变破坏过程的声震前兆识别与综合预警模型研究

针对冲击矿压的有效监测预警难题,利用实验室声发射和采场微震监测手段,开展了煤岩灾变破坏过程的声震前兆识别研究,提出了一种基于微震前兆指标体系的冲击矿压综合预警模型。以陕西彬长胡家河煤矿为例,首先通过现场取样开展了煤样单轴加载的声发射试验,识别选取了b值、缺震、A(b)值、断层总面积、活动度S和等效能级参数6个煤岩灾变破坏的前兆敏感指标;其次,结合401102工作面的历史冲击案例及其全过程的微震监测数据,采用统计学方法进行标准化计算确定各指标异常系数,并以此作为模型输入,发展了以混淆矩阵与高斯隶属判别函数联合的模糊综合评判模型作为智能融合运算的分级预警模型,实现了以客观数据驱动为主的指标权重自适应智能调整,以及以无、弱、中、强4个危险等级标识的概率及综合智能预警模式;最后,根据接续402103工作面回采过程中的两次冲击实例验证了综合预警模型的有效性,为现场冲击矿压的有效综合预警提供了一种思路和方法。     

弯载下砂岩声发射特征值时间效应

为探索开采速度对采空区顶板破断特征影响的力学机制，设定不同加载速率，开展砂岩3点弯曲和声发射试验，研究砂岩弯曲折断过程的力学行为及其受加载速度影响的时间效应和折断前兆特征。结果表明，加载速率越快，砂岩显著初始损伤声发射发生的应力条件越高，积累的应变能越高;岩石折断前，前兆声发射时间长度与加载速率呈指数负相关，加载速度越快，前兆声发射时间越短，可预测性越差;加载速率与砂岩折断声发射峰值能量及破坏载荷呈指数正相关，与砂岩折断声发射峰值计数呈指数负相关，加载速度越快，岩石折断所需的破坏荷载越大，峰值声发射计数越少，一次性释放的能量越高。上述岩石弯曲声发射特征值是加载速率的函数，存在时间效应。从机理上解释了煤矿开采速度越高，顶板岩体动力灾害危险性相对越高，可预测性越差的原因。     

阳泉矿区煤样不同应力状态下声发射特性分析

为探索原煤煤样的力学性能和不同应力状态下的声发射活动特性,对阳泉矿区新景矿、平舒矿主采煤层的煤样进行了单轴、三轴压缩和巴西劈裂的声发射试验,分析了2种煤样力学性能及不同加载过程的声发射活动规律。证明通过监测声发射(微震)活动分析煤样或煤岩体内部破坏状态是一种方便有效的手段。     

煤体破裂分形特征与声发射规律研究

探究离散性影响下煤体力学行为演化机制及失稳预测方法是有效提高冲击地压预测准确性的关键，开展煤受载破坏声发射监测试验并对破碎块体筛分统计，获得了强度、块体分形特征、声发射信号规律及其相互关系。研究结果表明:受裂隙及夹矸等影响煤体内部形成承载结构缺陷区导致其强度具有显著离散性，含有夹矸或裂隙越多，煤体受载过程弹性区越短承载能力越低，破碎后完整性较高，峰后软化特征明显，煤体单轴压缩破坏块度分形维数为2.08~2.60略高于岩石，碎块分形维数随峰值应力增加而升高，将质量频率分布曲线的斜率定义为碎块密集度(k)，碎块密集度越小煤体分形维数越大，破碎块体的数目越多体积越小破碎程度越高;煤体受载过程声发射能量、信号密集度和能量累积量随强度正相关变化，声发射累积量正比于分形维数，结合试验统计结果，深入分析了声发射能量与分形维数间的内在联系，并建立了声发射累积总能量随分形维数变化的经验公式，研究成果为定量的分析声发射信号与煤体力学行为间相互关系提供指导。     

三点弯曲作用下不同粒径组成的类岩石材料声发射特性试验研究

为探讨粒径组成对三点弯曲受拉破坏材料的声发射(AE)特性的影响规律，制备了4种粒径的类岩石材料试件，分别进行三点弯曲声发射试验，分析了各试件加载过程中的力学特性和声发射特性。研究表明:类岩石材料的三点弯曲荷载-位移曲线经历非线性和近似线性2个阶段;随着粒径的减小，峰值荷载和到达峰值荷载时的声发射累计事件数均呈增大趋势，声发射累计撞击数与声发射累计能量的比值r的最大值也呈减小趋势，说明粒径越小产生相对高能量的声发射事件越多，振铃计数的关联维数D值变化幅度呈减小趋势，同时，到达最低点时的相对荷载水平越高。r值升高后再次降低到持续的低值阶段为孕育主破裂阶段，可将D值的最低值作为主破裂前兆点。