核磁共振测井信号调理与回波提取技术研究

针对核磁共振激励发射信号CPMG序列的特点,采用一种微弱信号调理技术对核磁共振回波信号进行预处理以便于回波信号的提取,并提出了一种相敏检波算法以提取相应的微弱回波信号.信号接收调理电路设计采取了隔离板与前置放大板配合协调工作,以达到防止高压发射信号冲击和微弱信号调理的作用.目前已经利用该信号调理技术与DPSD算法成功提取出相应的核磁共振回波信号.     

低噪声阵列声波测井信号调理电路设计

针对阵列声波测井仪高温、高噪声的作业环境,采用模拟滤波、低噪声设计和优化的布局布线等技术设计阵列声波信号调理电路,以实现波形模式选择、程控增益放大、可选频带带通滤波等功能.为抑制高频噪声干扰以及降低电路自身的噪声影响,着重分析和设计了低噪声前置预放大电路和可选频带带通滤波器.实践表明,该调理电路噪声小,有较强的噪声抑制能力,通道间波形一致性较好,能在高温环境下稳定可靠地工作.     

从声波全波列测井曲线提取横波时差的计算方法分析

长源距声波全波列测井通过时间序列上的采样,使得纵波、横波和斯通利波波至在时间序列上产生了明显的分离,但分离的同时,横波和斯通利波等又叠加在纵波波形之上,从而使横波的提取变得比较困难。本文主要介绍和讨论了几种从声波全波列波形曲线中提取横波时差的方法,用于在声波全波列曲线中提取横波信息。相关对比法计算横波时差时,对于横波幅度较大而伪瑞利波幅度较小的地层,计算结果比较精确。长短时窗能量比法针对噪声、纵波、横波在速度、幅度、频率及相位上的差异来识别首波。慢度-时间相关法不受首波到达时间步长与慢度步长大小的影响,减少人为干预,处理结果稳定。     

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。     

基于参考模型的自适应环境噪声处理

本文讨论了一种带有参考通道的自适应环境噪声滤波器原理，该滤波器采用最小均方误差(LMS)算法。将此滤波器应用于复杂噪音背景的语音信号提取，能很好地抑制背景噪声，从而获得清晰的语音信号。     

基于参考模型的自适应话音处理

本文讨论了一种带有参考通道的自适应话音消噪滤波器原理，该滤波器采用最小均方差(心幅)算法。将此滤波器应用于复杂噪音背景的话音信号提取，能很好地抑制背景噪声，从而获得清晰的话音信号。     

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。     

声波测井地面仪信号处理技术研究

介绍了声波仪器测水泥胶接过程中,声波信号在地面系统中的前置处理技术。通过DSP分时对多个具有锁存功能的AD7628器件进行控制,实现波形还原的程序化控制及同步头检测。     

一种基于提升小波变换的故障特征提取方法及其应用

为了实现旋转机械的早期故障诊断和预示，提出一种采用滑动窗提取瞬态冲击故障特征的方法。该方法以提升小波变换为基础，采用提升模式构造具有冲击特征的小波，用来获取振动信号中的冲击故障特征。然后，采用一种基于回转周期的滑动窗处理小波分解的细节信号，提取每个滑动窗的模最大值作为故障的时域特征。该方法在转子早期碰摩故障和齿轮箱滑动轴承的轴瓦损坏故障的应用中取得了较满意的效果。     

基于压电智能材料的自适应吸声实验研究

提出了用压电材料进行水下主动宽带低频吸声的方法,用PVDF复合智能材料作为主动吸声系统中的吸声材料,在滤波-X LMS算法基础上,研究了一种在工程中实现简便的次级通道建模方法——通道时延估计法。构建了数字时延控制系统,直接从实际声场中分离入射声波与反射声波作为控制系统的参考信号和误差信号,在脉冲声管中进行了管道声有源吸声控制实验。实验结果表明,在施加控制的情况下PVDF压电智能材料能有效地对低频入射声进行吸收。     

波浪滑翔器声学应用分析

波浪滑翔器作为一种跨界面无人自主航行器具有独特的优势,既可以作为水下与水面通信的中继节点,又可以搭载观测设备在大洋上长期自主航行,实现长时序、大范围观测.利用波浪滑翔器搭载声学负载组成声学探测节点,由多个节点按一定的轨迹运行组成特殊接收阵型可以提高水下目标检测概率.文章利用波浪滑翔器搭载自容式水听器在青岛近海开展了海上...     

介质扰动对声波的调制效应-参量接收阵及其他

文章从Lighthill方程出发,对介质扰动产生声传播非线性效应的国内、外研究情况进行了综述性介绍,重点介绍声波在被声场中同时存在的另一声波所扰动的介质中传播而产生的所谓“声散射声”现象,特别是由此而衍生的参量接收阵的理论、试验以及应用情况。绝大多数关于参量接收阵的理论和实验研究,都是着眼于其在小的径向(垂直于声传播方向)孔径条件下实现低频窄波束接收的特性,但这篇文章主要关注利用参量接收阵实现低频高增益接收的理论和试验研究;除重点介绍了国内、外的试验情况外,还特别关注将参量接收阵进行工程应用时面临的关键技术难点以及可能的解决思路。此外,文章还针对另一种介质扰动对声传播的调制效应,即“流散射声”,以及国外与此有关的工程应用、特别是苏联进行的号称超远程探潜应用进行了介绍和分析。     

基于管内平面波分解的热声谐振管声功测量方法

提出了通过平面声波分解测量热声谐振管中单频压力波声功的方法.在该方法中,只要测量沿程两点的声压,便可将管内平面驻波声场分解为入射波和反射波两种分量.由这种分解可以求出入射波的声功和反射波的声功,二者之和决定了总声功.该方法考虑了粘性耗散和热传导带来的损失,即使在高频、高驻波比情况下也能得到准确的测量结果.由于这种平面波分解的方式可以对整个谐振管内的声场参数进行重构,与以往的双传感器声功测量方法相比,显著优点是不仅能够获得两个压力测点中点的声功,还能得到整个谐振管上沿程各点的声功,这对于分析热声系统各部分的声功耗散是非常有用的,这种方法在原理上也更易于理解.     

传播波与倏逝波对全息重建影响的研究

通过分析近场声全息中传播波和倏逝波的声场分布与声源大小、辐射频率及测量距离的关系,得出了传播波和倏逝波在空间声场中的变化规律、影响因素以及两者之间的对应关系,确定了可利用的倏逝波传播距离。在此基础上,提出了一种改进的远场声全息方法：首先利用传统远场声全息方法重建声源,然后通过传播波与倏逝波的关系,得出声源面上相应的倏逝波成分,两者叠加获取接近于近场声全息的重建结果。最后,通过仿真和实验验证了这一结果。     

声场中倏逝波特性及改进全息重建方法的研究

近场声全息是通过在紧靠被测声源物体的近场测量面上记录全息数据,不但可以记录传播波成分,还可以获得反映声场高空间特性的倏逝波成分。通过分析传播波和倏逝波在声场中的分布情况与声场空间位置、声源大小及频率的关系,得出了传播波和倏逝波在空间声场中的变化规律、影响因素以及二者之间的对应关系。通过对不同背景噪声下倏逝波的传播情况确定了可利用倏逝波传播距离。在此基础上,提出了一种改进的声全息方法,通过用这种方法,可得出声源面上传播波与倏逝波成分,获取等效于近场声全息的重建结果。最后,通过仿真验证了这一结果。     

一种由横波激发的特殊非线性声现象

目前对非线性超声的研究多集中在纵波激发的谐波性质以及对材料微观结构变化的实验检测上,横波激发的非线性声波性质少有研究。对横波激发的一维非线性声波方程入手,利用摄动法求解该方程,并改写为一阶偏微分方程,然后利用交错网格的有限差分形式进行数值求解。结果表明:采用横波激发,能产生线性横波和非线性纵波,且纵波的高次谐波内有两个信号,分别以纵波和横波两种速度传播。若采用较长的激发信号,纵波谐波能形成"拍"现象,成为一种奇特的声传播现象。     

基于精确描述的超声散射声场的建立

从超声波在连续介质中的传播特性出发,在建立声波在均匀介质中传播的波动方程的基础上,对声波在非均匀介质中传播的问题进行了研究。利用格林函数,建立了关于精确散射场和全场的波动方程。为了便于利用计算机等处理器对方程进行求解,将矩量法引入到方程的离散化问题中,从而为波动方程的求解提供了理论基础。试验验证结果表明：基于离散化的散射场方程和全场动方程,在一定对比度的条件下,采用迭代方法能够实现超声散射层析成像。     

声学超表面及其声波调控特性研究

声学超材料作为近年来研究的一个新兴领域,极大地拓宽了声学材料在各个领域的应用,声学超表面作为声学超材料的一个分支,近几年也受到了国内外研究者的广泛关注.声学超表面是一种由超材料结构单元阵列构成的基于亚波长尺寸的新型声学超材料,能够利用广义Snell定理实现对反射声波或透射声波的定向调控,具有利用亚波长厚度调控声波的独特...     

基于有限元法的水声构件声性能预报

对水声构件的声性能进行有限元仿真研究,是因为水声构件的声性能不仅由材料本身的物理参数所决定,而且与其内部空腔形状与分布有关。通过反射波与入射波形成的驻波场声压可以直接计算出水声构件的吸声系数。对多种样品进行仿真与测量,两者结果较为一致。该法不受模型结构复杂性的限制,具有费时少、精度高的特点,为消声瓦等水声构件的声性能预报提供了保证。是预报水声构件声性能的一种便捷工具。     

基于声学传感器的精度靶设计与仿真

声学精度靶就是利用伴随着超声速弹丸的弹头波到达立靶面上不同声学传感器所产生的时间差来确定弹丸在面上的坐标。通过声学传感器的地面布阵组成大面积的点阵式声学精度靶,同时利用计算机系统实现数据的快速处理,可解决传统立靶远距离测量难、运算难的问题。