不同渗氮时间下二段式真空渗氮后PCrNi3Mo钢表层的显微组织与性能

采用二段式真空渗氮工艺对调质态PCrNi3Mo钢进行表面改性处理,在渗氮温度及氮势相同的条件下,对比研究了强渗阶段和扩散阶段时间均为6 h以及强渗阶段时间为4 h和扩散阶段时间为8 h条件下试验钢表层的组织、物相组成、硬度及耐磨性能。结果表明:渗氮后试验钢表层物相为ε-Fe_2-3N相,2种渗氮时间下渗氮层的厚度分别为0.6,0.7 mm左右,表面硬度分别为660.3,581.3 HV,显著高于基体的360 HV;前者渗氮时间下渗氮层中化合物层致密性较差,微孔较多,渗氮层硬度过渡良好,在距表面距离大于0.3 mm时的硬度较高,渗氮层的摩擦因数和磨损量较低,磨损表面犁沟较浅,耐磨性能较好。     

渗扩时间比对AISI 316不锈钢渗氮层组织与性能的影响

采用真空两段渗氮工艺,在不同的强渗、扩散时间下对AISI 316不锈钢进行渗氮处理,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)、显微硬度测试和摩擦磨损试验等分析了渗氮层的组织和性能。结果表明,经过12 h的真空渗氮后,AISI 316不锈钢表面形成了一层由γ′-Fe₄N、ε-Fe_2-3N和CrN等相组成的渗氮层,其表面硬度和耐磨性能相较于基体均有明显的提高。其中,渗扩时间比为1∶1(强渗6 h、扩散6 h)时的渗层厚度约为96 μm,表面硬度约为1069 HV0.5,是基体表面硬度的4.5倍,在20 N载荷下的磨损量约为基体的1/3;渗扩时间比为1∶2(强渗4 h、扩散8 h)时的渗层厚度约为120 μm,ε-Fe_2-3N相衍射峰增强,在20 N载荷下的磨损量约为基体的1/30。延长扩散时间能增加渗氮层厚度,改善表面形貌,进一步提高不锈钢的耐磨性。     

井中VSP供电系统启动可靠性分析与设计

为实现数字垂直地震剖面勘探(vertical seismic profiling,VSP)系统的可靠供电,设计中针对供电系统启动的稳定可靠性、输出功率及效率等性能进行分析计算,并通过试验确定探头内部的功耗参数,以计算出合理的系统配置参数,解决电源系统启动问题。为提高VSP勘探效率提出电机同步驱动的优化方案,可根据实际需求配置探头和电机启动参数。结果表明:该电源系统在阻抗为10Ω的100m铠装电缆输电时,最多能同步驱动12只探头,然后同时启动6只电机,且VSP系统的可靠性与勘探效率显著提高。     

基于Zynq的微地震数据采集优化技术研究

为解决微地震监测系统长时间连续采集导致的数据存储压力大的问题,设计了一种以Zynq为核心的微地震数据采集优化系统。在Zynq XC7010芯片的PL部分完成4路ADC并行采样控制,在PS部分内嵌修正能量比(MER)算法实现对连续采集的震动信号进行自动识别,并增加动态阈值方法来降低震动信号识别的漏判率,进一步提高该算法识别精度,从而较大程度减少无效噪声数据的存储。实验结果表明：该系统对震动信号响应灵敏,即使是低信噪比的震动信号也能准确识别;同时与IMS微震监测系统相比,经过16 h的连续采集,该系统的数据存储量仅为IMS系统的31%,有效地降低了连续采集过程中的数据存储压力。     

基于FPGA的地震波六分量同步采集系统

传统多波三分量地震勘探仪器缺失地震波旋转矢量信息,导致后期数据处理和数据解释精度差,进而限制地层反演的精度和速度。针对该问题,本文阐述了一种地震波位移矢量和旋转矢量的六分量同步采集系统。该系统以FPGA为采集平台,硬件上设计可动态配置前端信号调理电路,保证了系统采样精度和动态范围。ADC控制模块采用逻辑状态机实现6路并行采集,数据暂存通过2个异步FIFO和1块SDRAM实现数据位宽匹配问题和跨时钟问题。实验结果表明能够同步采集到位移矢量和旋转矢量信息,并且采集精度为μV级。     

分布式无线地震数据采集同步技术研究

针对目前分布式无线地震数据采集中由于采集节点增多、无线传输延时等因素导致的各采集节点间数据采集同步精度不高的问题,研究并设计了一种针对分布式无线数据同步采集中各个节点同步授时以及对采集数据包进行精确时间标记的方案。采用GPS(Global Positioning System)授时技术对各个采集节点时钟进行授时,同时利用GPS精准的秒脉冲对本地压控晶振器频率误差进行实时修正。采用在地震采集数据包中加入精确的时间戳信息的方法,保证了各个节点间同步误差限制在0.1ms以内。即使在GPS失效的情况下,压控晶振器和计数器联合作用仍可保证各节点同步采集稳定工作6小时。     

一种程控型多组合模式信号调理模块

多数信号采集系统均要求其信号调理部分的参数具有可调性,以及调理模式选择的多样性.论文设计占用较少控制器IO资源且相互独立的程控型低通、高通滤波器和陷波器,并利用多路选择器作为调理信号的流向控制逻辑,从而实现具有多种组合调理模式可选,集成的放大器、滤波器参数均可调的信号调理模块.实际应用于工程地震仪中表明模块对干扰成分的压制效果明显,且其采用全模拟芯片也进一步保证了原始信号的高保真性,同时系统控制简便、占用控制资源少.     

地铁建筑物内振动环境监测装置测试

为了研究地铁运行过程中振动对地面建筑物的影响,对天津地铁运营时建筑物内振动进行了实测。将振动传感器布置于建筑物不同楼层,尽可能消除环境本底振动,将连续24 h的采集数据通过网络实时传输到监控中心。采用基于频域功率谱密度数值分析方法对振动数据进行处理,得到振动数据的特征频率和振幅规律。实测数据验证了低频段20 Hz以下的振动频率对建筑物存在影响,高频信号对建筑物影响不大。不同楼层所产生的地铁振动数据具有一致性,分析结果初步反映出地铁运行过程中产生的振动规律。这对以后深入研究地铁环境振动问题具有现实意义。     

一种降低三分量地震检波器功耗的方法与实现

野外仪器设备的功耗是影响野外仪器设备长时间工作的主要问题之一,为降低地震采集系统功耗的问题,本文设计了一种低功耗三分量地震检波器,通过单通道的数据采集电路来获取三分量地震数据的方案,以减少硬件的数量方式来降低整个检波器的功耗.本文详细介绍了检波器的硬件组成,工作原理和滤波器设计方法,同时对分时采样技术对检波器可能造成的误差进行了分析,最后与当前较为先进的DSU3检波器进行了室外数据采集的对比试验.试验结果显示,本文设计的检波器由于分时采样造成的误差仅为5μV,同时在高采样率情况下,采集到的数据具有更高的信噪比.     

基于检测指数判决的子空间方位估计方法

针对子空间高分辨方位估计方法稳健性差的问题,根据协方差矩阵稳定估计所需累积次数和各子空间强度谱检测指数差异性,提出一种基于检测指数判决的子空间方位估计方法。该方法将协方差矩阵频域求取过程转换为经相参补偿的时域求取,降低空间数据稳定性对协方差矩阵估计的影响;依据各子空间强度谱检测指数差异,提取各子空间强度谱判决统计量;根据判决统计量实现对目标子空间判决,降低空间背景噪声对最终合成空间强度谱影响。数值仿真及实测数据处理结果表明,相比现有子空间高分辨方位估计方法,该方法能有效降低空间非稳定数据对协方差矩阵估计产生的影响;同时通过对各子空间判决处理,进一步降低了对最低信噪比的需求。