动力电池内部视电阻率三维测量装置设计

针对动力电池安全性能在线检测发展趋势,提出基于电阻层析成像的动力电池内部视电阻率三维测量新技术,开发动力电池内部视电阻率三维测量装置.该装置采用双微控制器与PC机复合架构,控制产生增益可调的双极性脉冲电流,并通过三维传感阵列模型对电池进行激励测试.试验证明:测量装置具有良好的重复性,重复测量误差可控制在0.206‰以内,PC机软件成像效果稳定,可为动力电池内部局部温度异常预警、隔膜结构变形检测等在线安全性能检测研究奠定基础.     

电阻率法检测公路缺陷的仿真研究

针对公路缺陷检测中传统检测方法效率低且对公路造成损害大的问题,提出一种采用电阻率法检测公路内部缺陷的仿真方法.首先根据检测原理及电极布置方式,建立基于电阻率法检测公路内部低阻异常体的模型,然后通过有限元计算求得检测过程中不同测点的电压信号,最后讨论电压信号的变化与公路路基内低阻异常体大小、位置的关系.仿真结果表明:电压信号的动态变化能够反映公路内低阻异常体的特征,可以为电阻率法检测的具体实施提供理论参考.     

瞬变电磁波的速度与视电阻率的关系探讨

本文给出瞬变电磁场在垂直方向传播速度的公式,速度是关于电阻率、旅行时间、发射线框尺寸的函数。在高导电率地层上,电磁场的传播速度主要与线框的尺寸相关。传播速度被用于从视电阻率一时间剖面到视电阻率视深度剖面（ARPDS）的计算。然而,视电阻率视深度剖面图不能直观地反映}tj地电构造关系。另外,视电阻率与瞬变电磁传播的速度也没有直接关系。     

局域均值分解和小波阈值在大地电磁噪声压制中的应用

大地电磁测深法是基于电磁感应原理,利用天然交变电磁场来研究地下岩层的电学性质及其分布特征。然而,天然电磁场频带范围宽、信号微弱,在实际测量中大地电磁信号极易受到各种电磁噪声干扰,严重影响了后续的电磁法反演解释水平。针对这一难题,将局域均值分解(LMD)的自适应性和小波分析的多分辨性相结合,提出基于局域均值分解和小波阈值的大地电磁噪声压制方法。将含噪信号进行LMD分解得到若干阶乘积函数(PF)分量;根据大地电磁信噪特征保留PF_1分量,仅对其余各阶PF分量选取合适的小波阈值进行降噪处理;叠加重构获得大地电磁有用信号。通过计算机模拟典型强干扰,研究不同小波函数、分解层数及阈值方式下算法的去噪性能,并将其应用于矿集区实测大地电磁数据处理。实验结果表明,所提方法能较好地提取出叠加在微弱大地电磁信号上的大尺度强干扰的轮廓特征,视电阻率曲线更为光滑、连续,低频段的大地电磁数据质量得到了明显改善。     

关于电法在勘探中的应用分析

电法勘探是以岩石或矿石与围岩之间的电性差异为基础,对天然产生的或人工建立起来的电场或电磁场的空间的或时间的分布特征进行观测,以查明地质构造和有用矿产的一种物探方法。文中简介绍了三种电法勘探方法的实施方法及原理、数据处理及其优点概况,其中包括电阻率法、三维直流电法、瞬变电磁法和高密度电阻率法。     

大定源回线TEM法在煤矿采空区的探测效果分析

大定源回线TEM法在煤矿采空区起至关重要的作用,当利用偶极子合成回线源方式,计算大定源回线TEM全区视电阻率处理实测采空区TEM数据时,可以有效消除晚期视电阻率存在的“边界效应”,得到的晚期视电阻率不存在视电阻率假高值,接近地表真实电阻率,这对探测地下煤矿采空区有重要意义。本文利用大定源回线TEM法对山西某煤矿探测成果进行分析,根据视电阻率的相对高低分析采空异常区的分布规律,圈定低阻异常区域,推断采空区范围,并对视电阻率断面图和顺层切片图进行共同解译。     

瞬变电磁法在堤坝隐患检测中的应用研究

瞬变电磁技术是针对堤坝隐患实施实时无损探伤的一种有效手段,可以有效地分析出堤坝中电导率发生异常的部位。现有大多数瞬变电磁(TEM)仪器检测到的是感应电动势信号,由于根据感应电动势信号通常只能初步判断有无隐患以及隐患发生的大概范围,难于进行隐患的快速定位。为对隐患进行精准定位,尚需对信号进行时深转换,但现有转换方法难于满足实际工程对定量精度的要求。针对目前在信号分析上存在的难定量的问题,对其采集信号的快速反演技术进行研究,提出通过计算信号的全区视电阻率并对其进行基定系数修正,来得到堤坝的视深度以及其对应的视电阻率,最终得到堤坝的地电断面图的方法,为堤坝除险加固提供理论基础和科学依据。     

天然地震与人工爆破波形的特征研究

天然地震的发生对于人们的生活具有很大影响，专家和学者对于此类问题的研究和预测已经受到越来越多人的关注；地震观测台在记录天然地震的真实数据的时候，也会自行的将人工爆破的相关数据记录在案，这些数据的混淆无疑会加大人们预测的难度，因此，我们需要将天人地震和人工爆破区别开来。本文首先阐述了识别天然地震和人工爆破的相关理论模型，即希尔伯特一黄变换、经验模态分解以及支持向量机；然后选取了真实的相关数据，分别从选取合适的数据、提取相关的信号、识别相关信号四个方面对这个问题进行了深入研究。     

框支密肋复合墙结构地震易损性研究

地震易损性分析通过概率计算建立地震强度和结构损伤之间的关系，可以实现结构地震风险预测和评估。为了对框支密肋复合墙结构在不同地震强度下的抗震能力进行评估，该文采用OpenSEES有限元软件，选用密肋复合墙的刚架-等效斜撑简化模型，建立结构整体分析模型，基于增量动力时程分析(IDA)和易损性分析，研究不同参数的变化对结构抗震性能的影响。结果表明：转换层刚度比的变化对结构性能影响显著，结构竖向布置均匀对抗震有利，建议8度区框支密肋复合墙结构的刚度比取值为1.0～2.5；肋柱数量、砌块强度的变化可对结构的抗震性能产生影响，应合理选择；混凝土强度等级对结构的抗震性能影响较大，在实际应用中应在满足规范要求的前提下选择较大的混凝土强度等级。     

钢筋混凝土结构爆破地震响应频谱及幅值变化规律分析

为探讨钢筋混凝土建筑结构的爆破地震效应特性,通过在隧道爆破开挖过程中下穿的多层钢筋混凝土建筑沿高度方向上布设测点,采集了大量的钢筋混凝土建筑的爆破地震响应信号。采用小波分析和快速傅立叶变换相结合的方法,研究各方向爆破地震波作用下钢筋混凝土建筑沿高度方向的结构响应频谱、能量分布特性及幅值变化规律。研究结果表明,爆破地震波作用下钢筋混凝土结构建筑物各层质点的速度响应信号频率较大且占有较大能量比例的优势频带较宽,集中在15Hz~600Hz;钢筋混凝土结构在垂向方向的速度响应信号频率要低于水平方向,在垂直方向的速度响应峰值高于水平方向,且比值一般随着楼层的升高有增大的趋势;垂向和水平方向的信号频谱特征和峰值速度响应随楼层变化无明显变化规律可循。     

高频电磁力作用下金属液内电磁超声波的生成

为解决由机械振动产生的超声波无法在高温环境中成功应用的难题，提出了利用静磁场和交流电流、静磁场和交流磁场的相互作用分别在金属液内直接生成高强度电磁超声波的方法，运用超声波压力传感器对用这两种方法在金属液内生成的电磁超声波的强度进行了测量。研究表明：电磁超声波的强度与所施加的高频电磁力的强度成正比，频率与电磁力的频率相同；实验结果和理论解析结果基本一致；利用高频电磁力的局部作用在金属液全场范围内生成的电磁超声波可以在金属精炼及凝固过程中获得广泛应用。     

岩石破裂电磁辐射监测系统研制

为满足有关岩石破裂电磁辐射研究的需要,研制一套电磁辐射监测系统。该系统由电磁感应探头、信号调理电路和数据采集系统组成,可对频率在1kHz~1MHz内的微弱电磁场进行监测。电磁感应探头可感应空间中某一方向的电磁场变化,并将其转换成电信号;信号调理电路对探头输出的电信号进行放大、滤波,并实现放大滤波电路与计算机的电气隔离;数据采集软件基于LabVIEW编写,用于对监测到的信号进行记录和显示。实验结果表明：该系统性能稳定,操作简便,能够有效地监测岩石破裂所产生的电磁辐射,对岩石、混凝土等材料的力-电-磁研究具有重要意义。     

超声的电磁脉冲激发方式的探讨

主要研究了一种新的电磁超声激发方法．脉冲电磁超声的激发,旨在提高电磁超声换能器的磁声转换效率,解决其灵敏度低以及热效应的不良影响等问题。设计制作了脉冲电磁超声的激发装置。通过实验验证,该方式超声信号强度较强,激发装置发热量小。最后分析了超声波信号的激发强度与初始电压、电容容值等因素的关系,认为线圈中铁芯的加入在一定程度上可以提高磁声转换的效率。但目前产生的超声波信号频率仍在低频范围内,在今后的研究中还将进一步考虑采用信号压缩等方法来提高频率。     

电磁搅拌法制备导电聚苯胺纳米线的电磁屏蔽性能研究

针对低频频段(<1.5GHz)的电磁屏蔽涂层,采用快速混合法制备出导电聚苯胺纳米线,使用透射电镜(TEM)对其形貌和尺度进行表征,研究了搅拌方式对聚苯胺/聚氨酯涂层的导电性能和电磁屏蔽性能的影响。研究表明,由于磁场的作用,采用电磁搅拌法可以缩短聚苯胺聚合反应时间,合成均一的导电聚苯胺纳米线,其渗滤阈值为33.3%,含量为33.3%的聚苯胺纳米线的聚苯胺/聚氨酯涂层的电磁屏蔽性能为32.2dB,优于含量为45%的机械搅拌法制备的聚苯胺粉体,这可能是由于线性结构的导电聚苯胺在基体中能够较容易形成三维导电网络结构所致。     

电磁超声脉冲激励电路的设计

为了解决电磁超声能量转化效率较低、信号微弱的问题,设计了一种电磁超声脉冲激励电路。过零检测电路和单片机实现磁场强度与涡流激发的同步以及脉冲个数的控制;UCC3895芯片产生全桥电路的驱动信号,控制脉冲的频率和占空比;MOSFET管IRFP450构成全桥电路实现信号的功率放大。试验结果表明：该系统的稳定性好,可调节磁场强度,能有效地提高电磁超声能量转化效率。     

纤维复合材料电磁屏蔽效能分层多尺度计算

为建立复合材料宏细观尺度之间电磁响应的关联性,将分层多尺度计算方法应用于纤维复合材料电磁屏蔽效能计算。为准确描述复合材料宏细观之间的联系,以电磁屏蔽效能为衡量标准,确定了复合材料细观结构的代表性体积单元(RVE)。根据电磁场媒质本构方程计算了RVE的等效电磁参数。采用分层多尺度方法计算复合材料宏观构件的电磁屏蔽效能。结果表明工作频率越高则复合材料的RVE越小;所设计的纤维复合材料结构在工作频率2～18GHz范围内具有38dB以上的电磁屏蔽效能,且电磁屏蔽效能随工作频率增加而下降。研究方法适用于求解细观结构相分散均匀或分布有规律的任意形状复合材料宏观构件电磁屏蔽效能。     

Modeling and Analysis the Effects of EMP on the Balise System

Balise system is one kind of high-rate point-mode data transmission equipment. It plays an indispensable role in Chinese Train Control System (CTCS), and it has been immigrated and widely used for passenger dedicated lines and high-speed lines. Thus, its working conditions directly affect train operation safety. However, the balise information transmission system (BITS) is based on the principle of electromagnetic induction, and the communication process is susceptible to external electromagnetic interference. Therefore, it is vital to study the influence of transient signal interference on the balise system. This paper builds the up-link model between the vehicle antena and the balise, and verifies the model’s correctness using finite-difference time-domain method and electromagnetic field theory. This paper analyzes the effect of electromagnetic pulses on the transponder's uplink and simulates the coupled current under irradiation. The spectral distribution of the three types of pulse interference is analyzed according to relevant standards. Strong electromagnetic pulses have a strong energy distribution in the working frequency band of the up-link, which will generate in-band interference and bit errors. It will affect the balise communication and threaten the safety of train operation. As we know we are the first to analyze the effects of EMP on Chinese BITS, which will lay a foundation for the research of electromagnetic anti-interference or protection to high-speed railway.     

高精度智能磁场测量仪的设计

设计了一种由微处理器控制的具有通信接口的高精度智能磁场测量仪,通过双只配对的集成霍尔传感器来获取磁感应强度的信号,采用压频变换器完成数据的采集,并对仪器进行了校准和实验．实验结果表明,所设计的磁场测量仪在整个量程范围内的测量精度达到了0.1mT．该仪器不但可进行磁场的精密测量,还可用于对无线通讯基站电磁辐射的网络化远程监测．     

组合电磁场在材料凝固过程中的应用和发展

组合电磁场是指通过2个或者2个以上励磁线圈,产生2个或2个以上交互作用的电磁场,并将交互作用的电磁场作用于材料制备过程.组合电磁场在金属凝固过程中的应用可为开发新材料、优化材料制备工艺、提高金属材料制品的综合质量和解决金属材料在制备过程中的技术难题提供新的手段和方法.组合磁场在材料凝固过程中的应用必将成为材料研究领域的新方向.