各向异性磁阻传感器在地磁探测中的应用

为验证各向异性磁阻传感器在地磁探测过程中的灵敏度和精确性,基于各向异性磁阻传感器的工作原理,利用霍尼韦尔Hmc1001型磁阻传感器分别对地表裸露金属物、地下埋藏金属物以及地下未知管线进行了探测实验.实验表明,各向异性磁阻传感器提高了同类探测的精度,对地下可疑物进行相关探测行之有效.     

基于射频识别的地下管线电子标识系统

基于射频识别技术的地下管线电子标识系统,用于代替传统的地下管线探测技术,帮助用户更清楚地了解地下管线的情况,实现对地下管线的动态管理和跟踪管理。本文介绍了地下管线电子标识系统的工作原理,描述了该系统的设计和实现。     

基于增强现实的地下管线真实感可视化方法

为便于城市地下管线的铺设与维护,提出一种基于增强现实的地下管线真实感可视化方法,将原本不可见的虚拟地下管线真实地呈现在视频画面中.首先将屏幕空间分割为对地下管线具有不同遮挡语义的4个区域;然后借鉴工程图学中的剖视图方法,采用沿地下管线走向的坑道式剖切和地表面的竖直剖切方法来展示被遮挡的地下管线;进而根据画面的遮挡语义,运用视频中地表遮挡物和地下管线的重要视觉特征,揭示地下管线与地表物体之间的正确遮挡关系;最后利用渐变融合对地下隐藏信息与真实场景视频进行合成.实验结果表明,该方法不依赖于三维场景的精确几何重建,可在GPU上实时实现.     

管线探测辅助制图与信息管理一体化的开发与应用

一、引言管线探测是工程物探的重要组成部分，它是摸清地下各种管线水、电、暖、讯及输油、输气等地下管网实际分布情况的有效手段。对各种管线信息进行综合管理并能进行必要的分析，为规划、设计、施工提供准确的参考信息来辅助工程规划、工程设计、工程施工则是信息管理的主要任务。目前，国内有关管线探测辅助制图方面较为成熟的软件还不多见，而基于地理信息系统的专门管线信息管理系统已有不少成功的应用。如在给排水系统、消防系统等方面已推出了一比较为成功的软件。但这样的地理信息系统毕竟不是CAD，通常的CAD也不是信息管理系…     

地下管线空中地面综合探测技术成熟并投入生产使用

自1987年春开始研究用空中热红外遥感成像技术探测地下输油管道以来,国家测绘局测绘科学研究所先后完成了从空中探测地下热管道和地面探测各种地下金属管线的一整套研究工作。几年中,为有关生产部门成功地探测了数千公里的地下多种管线,并以工作效率高、定位准确、耗资少而受到使用单位欢迎。一、空中探测用机载热红外成像仪,在数百公尺高度飞行,俯察地面,可探测埋深几公尺的热油管、热水管、热气管和部分常温水管。用所获资料可制成1:5000至1:     

多窗口编码激光预警系统设计与性能分析

为了在激光告警中实现实时、全方位角度探测,且在探测角精度确定的前提下使结构简单、稳定,提出了基于多窗口编码的光纤天线的测量方法.该方法是通过在不同方向上放置特制的大视场光纤接收端口,再将各个方向的光纤耦合到PIN探测器阵列上,通过探测电路分析得到激光入射方向.在实验室条件下,利用衰减后的窄脉冲激光器测试光纤接收角与接收电路.实验表明:光纤接收端的接收角在偏移±30°时信号强度衰减为0°入射的-3 dB.电路峰值保持电路的精度优于2%.本电路适用于探测1 mW/cm2微弱窄脉冲激光,探测虚警率为0.15%,满足激光预警系统设计的要求.     

闪电脉冲磁场环境的模拟

基于基尔霍夫定律和需要模拟的闪电磁场,计算了螺线管线圈的参数,制作了一个脉冲线圈对雷电脉冲磁场进行模拟;并根据电磁感应定律绕制了一个小的探测点线圈,对脉冲线圈的磁场环境进行了测量。表明脉冲线圈内的磁场参数与理论计算基本吻合,且能够在大线圈内提供一定的均匀场环境,以对敏感器件进行电磁效应试验。     

基于射频技术和GIS技术的地下管线管理系统的设计与实现

本文基于射频技术和GIS技术,针对城市地下管线施工监理、精确定位开挖和地下资产管理工作特点,设计出一套城市地下管线智能化管理系统。该系统改变了地下管线管理工作的传统作业方式,实现对地下资产精确管理,为地下管网安全运营提供有力的技术保障,具有广阔的应用前景。     

基于深度学习的复杂观测条件下工频磁异常探测

复杂观测条件下使用工频磁场探测人员、车辆、飞行目标等多类型目标造成的磁场扰动时,受到复杂环境下电磁噪声、供电设备及外来物体扰动等影响,工频磁场扰动信号具有噪声多、干扰强等特征,为有效削弱噪声及干扰对工频磁场扰动信号的影响,实现工频磁场扰动探测,该文利用实验数据对复杂观测条件下的磁场扰动信号进行特征分析,提出了一种基于深度学习的工频磁场异常探测方法,通过提取正常状态与有扰动状态的信号序列,将该信号输入神经网络训练,得到准确检测工频磁场异常信号的网络模型。实验结果表明,该方法的识别准确率在80%以上。     

冲击脉冲探地成像雷达的研制及应用

概要回顾了地下穿透雷达发展过程,特点,体制和主要用途。并介绍研制成的一台冲击脉冲探地成像雷达。其发射脉冲重复频率为100kHZ、脉冲宽度5ns,幅度为正负150V的双向脉冲。天线为收、发分开的领结型振子天线。用取样变换法把接收的回波变换成可显示的慢信号。发射、接收、取样变换、线性放大、对数放大、时间增益控制、积累、雷达参数改变等都是在微处理器和微机控制下进行的。雷达可用人拖动或汽车拖动进行探测,监视屏上可实时滚动地显示所探测的假彩色地下剖面图。能够同时存盘,以备事后处理。并研制了基底去除,综合孔径及一些典型图像处理软件,对地下剖面图进行处理,以提取更多信息。经实地探测,能探到3m以内的地下金属,非金属管道,能获得较清晰的湖底剖面图,探测最深水深可达8m。     

坑道水核磁共振探测激发磁场计算与测试方法研究

提出一种测量激发场垂直于地磁场分量的测量方法：应用固定线圈电磁感应法测量激发场,应用磁通门传感器测量地磁场,通过矢量运算求解激发场垂直于地磁场的分量。制作了激发场测量装置,通过对比激发场的径向分量和轴向分量的理论计算值和实测值,验证测量装置有效性。分析固定点处激发场垂直于地磁场的分量受线圈布设方向的影响,推导出固定点处激发场垂直于地磁场的分量取最大值时线圈布设角度求解方法,为实际探测线圈布设方向提供理论指导。     

交变磁场传感器法拉第屏蔽的研究

传感器在各种数据采集与检测系统中起着至关重要的作用.为了更有效的接收所需信号,我们除了进一步提高传感器本身的性能外,还要消除一些不必要的干扰.在检测低频交变磁场而且磁场信号极其微弱时,首先要选用高性能的交变磁场传感器将交变磁场信号转换为电信号,然后采用一系列的选频放大等电子技术,这样在两者之间就会产生不必要的电场耦合,影响对有用信号的准确测量,为了阻断该电场耦合,对交变磁场传感器采用法拉第屏蔽是不可或缺的重要环节.     

径向充磁圆环磁钢表面磁感分布及磁通量测量系统设计

介绍了径向充磁的圆环形磁钢表面磁感分布测量原理,推导出磁钢表面磁感与基准波形的内在联系,给出了便于自动化测量磁钢磁通量的方法,最后描述了该系统的组成、主要结构和测量结果.     

基于磁异常检测的飞机测速定位系统的研究

为了可以快速地获取飞机在飞行过程中的速度、位置等信息,同时保证有较大的探测区域,设计了一种通过计算感应磁场强度分析飞机速度、位置的探测系统。建立了基于感应磁场强度反演飞机速度的数学模型,推导了探测系统的感应磁场强度表达式。仿真计算了磁场强度与探测距离、角频率的函数关系,可知探测距离的影响效果较大,角频率的影响效果较小,且感应磁场强度的量级基本符合磁力探测器的检出限要求。模拟实验通过等比例缩小实物的方法,将飞机用金属棒代替,对不同速度的金属棒进行测试,分析计算3个磁力探测器的磁场强度变化,可获得目标的速度、位置等信息,证明了系统的可行性。     

电磁导航智能车检测和控制系统的研究

对电磁导航智能车的信号检测、控制系统的设计和实现做了介绍。通过Matlab对不同路径进行了磁场分析,确立了传感器的排布方案,并针对采集的信号进行了后续信号处理电路的设计,完成了信号的采样,确定了控制策略,单片机根据传感器采集的跑道信号通过A/D转换进行分析,通过增量式PID来控制智能车的速度,并通过脉宽控制舵机转角来实现智能车的拐弯,最终实现了能够针对不同路径稳定快速运行的电磁导航智能车的制作。     

Current pulse reconstrution according to the electric field intensity measured on the inner surface of the tube

The reconstruction problem is studied for a current pulse passing through a hollow cylindrical conductor (tube) such that the wall thickness is much greater than the thickness of the skin layer. The time dependence of the electric field intensity measured on the inner surface of the tube is used to reconstruct the current pulse. The proposed method allows us to study the evolution of the penetration of the magnetic field through the conductor thickness. The results for the test problems (both for the case of a constant temperature and for the case where the temperature varies over the tube thickness) are presented. Also, the current pulse is reconstructed via the electric field intensity measured at the inner surface of the tube within the experiment executed on the Angara-5-1 installation.     

一种用于生物效应研究的电磁场发生装置

本文介绍了一种磁场参数可调的磁场发生器,它由振荡器、二阶系统、计数器、译码器、功率电路、亥姆霍兹线圈等组成。该装置主要用于生物效应研究,文中阐述了如何通过调节二阶系统的参数来调节亥姆霍兹线圈产生磁场强度和频率,其工作频率1～325kHz、场强≤200Gs,理论计算值与实际偏差在15%之内。     

Latching micromagnetic optical switch

In this paper, we report a new type of latching micromagnetic optical switch. The key component of this optical switch is a cantilever made of soft magnetic material with a reflective surface serving as a mirror. The cantilever has two stable positions, therefore two stable states for the device, with presence of an external magnetic field. Input optical signal to the device is switched selectively to one of the two output ports when the device transitions between the two states upon short electromagnetic actuations. The optical switch is bistable because the cantilever has a tendency to align with the external magnetic field, and the torque to align the cantilever can be bidirectional depending on the angle between the cantilever and the magnetic field. Switching between the two stable states is accomplished by momentarily changing the direction and/or the magnitude of the cantilever's magnetization by passing a short current pulse through a planar coil underneath the cantilever. In either of its stable state, the cantilever is held in position by the combined influence of the static external magnetic field and mechanical force, such as from a physical stopper or a mechanical torque produced by the torsion flexures supporting the cantilever. Stable vertical position for the cantilever is obtained by using a tilted external magnetic field. When the cantilever mirror is at this UP state, light is reflected to the desired output port. Large angle deflection and bistable latching operations have been demonstrated. The measured mechanical switching speed between the two states of the prototype is 3.2 ms. Optical insertion loss is -4 dB, and the energy consumption is 44 mJ for each switching event.     

外加磁场下磁性液丝的稳定性分析

对处于外加轴向磁场的影响下的磁性液丝进行数学模拟,研究其稳定性。考虑了磁场的作用,对液丝的长波理论模型进行必要的修正。研究了不同条件下磁性液丝的变化发展过程和受力情况,揭示了外加磁场的作用。结果表明：外加磁场减缓了磁性液丝的破裂过程,磁场力类似于非牛顿流体中的弹性行为,在一定程度上抵消了毛细管力。随着初始磁场强度和磁化率的增大,磁场力逐渐增大。当磁场力显著增大时,液丝的变化发展过程被完全阻碍。     

基于振动相位信号分解的非接触式心率检测

心率是反映人体心血管系统状态的重要依据.基于视频的非接触式心率检测凭借其场景适应能力强、成本低等优势,得到了广泛应用.然而,这种检测方法容易受到光照变化、目标运动等噪声干扰.针对该问题,本文提出了一种基于振动相位信号分解的腕部表皮视频心率提取方法,其核心思想是设计方向选择的复可控金字塔搜索出脉搏信号的带通范围,使用信噪比进行脉搏信号的感兴趣选择,使用鲁棒主成分分析从混合信号中分离出脉搏信号,从而最终实现脉搏信号抗噪的心率检测.本文自行采集了心率检测数据集,并使用脉搏检测仪作为真值进行方法验证.在干扰场景下准确率为97.80％,与3种主流方法对比准确率提升均大于5％.