多层非线性局部感受野极限学习机方法 用于录井气体分析

随着我国能源需求的不断提升以及钻探环境的日益复杂化,开展高精度的烷烃类气体浓度检测对于提高油气勘探效率 具有重要意义。 光谱录井技术具有烃类气体检测快速、准确等优势,已成为石油勘探过程中备受关注的研究热点。 针对录井气 体红外光谱由于饱和吸收、噪声干扰、基线漂移等方面引起的非线性问题,提出了多层非线性局部感受野极限学习机(NM-LRF-ELM)模型。 该模型将一维光谱数据转换为二维矩阵格式,利用局部感受野的数据处理方式在输入与隐藏层之间实现非线性特 征提取。 同时,引入改进的 T-sigmoid 激活函数,并在全连接层后加入 dropout 层来降低模型的过拟合风险。 模型的特征提取与 定量分析呈一体化结构,直接输出定量分析预测值。 采集了两组共 407 个混合烷烃气体样本的红外光谱作为实验数据集,进行 定量分析实验。 实验结果表明,相较于滑动窗口类与灰狼优化定量分析模型,该模型的训练时间显著减少了 90% 以上。 即使在 同系物的非线性干扰下,模型的预测精度仍低于系统误差。 因此,提出的方法有助于在现场环境变化复杂的情况下,降低未知 气体的非线性干扰,提高对目标气体的红外光谱检测精度。     

单边核磁共振Halbach磁体结构设计

传统核磁共振仪器多采用封闭式磁体结构,导致仪器开放性和便携性差,制约其应用范围。为解决上述问题,该文基于电磁场理论,利用二阶有限元方法,研究半环形Halbach磁体的结构设计方法,分析磁块几何结构和尺寸等参数对Halbach磁体产生的中心场强、横向均匀度和纵向梯度的影响。验证该磁体结构无需增加线圈,即可产生核磁共振实验所需的横向均匀纵向梯度分布的磁场。优化后的单边Halbach磁体结构为:磁块尺寸为0.5 m×0.095 m×0.095 m、磁体结构半径为0.63 m,在50 cm×50 cm区域得到中心场强为0.020 9 T,不均匀度为3.085×10~(-4),梯度为0.739 mT/cm的磁场。     

平山造城工程下的延安新区河网水系演变

为了探讨造城工程对河网水系演变的影响等,以延安新区平山造城工程区为例,基于2009,2013和2017年的DEM数据,分别提取相应时相的水系,选取河流长度、河网密度、河流发育系数和河流弯曲系数等指标,分析延安新区平山造城工程前后河网水系的演化特征,探讨平山造城工程对河网水系演变的影响。结果表明：(1)2009—2017年,研究区内水系的长度和河网密度呈下降趋势,河流总长度减少了16.88 km,河网密度减少了0.051 km/km²,其中Ⅲ级河流减幅最大,减少了13.38 km;(2)从水系结构特征看,延河的河流弯曲系数从1.67下降至1.64,河流的自然特性减弱,Ⅱ,Ⅲ级河流发育系数下降,Ⅲ级河流发育系数远低于Ⅱ级河流的,降幅也更大;(3)随着平山造城工程项目建设,许多细小河流被填埋甚至消失,支流衰减,河流结构受到干扰,自然调蓄能力减弱,使得在极端降雨等事件下遭受洪涝等自然灾害的风险增大。     

一种基于GA-NSVM的自适应洛伦兹分峰拟合识别红外光谱吸收重叠峰的方法

提出一种基于遗传算法-非线性支持向量机的自适应洛伦兹分峰拟合识别红外光谱吸收重叠峰的方法。利用单质特征吸收线型的根本性差异,将混合物光谱分解为满足特征吸收线型的多个洛伦兹单峰,采用非线性支持向量机对多个拟合单峰进行多分类筛选确定特定目标组分的谱峰。采集了400个混合烷烃气体样本的红外光谱数据,论证了该方法在高相似分子结构的光谱识别分类的可行性。实验结果表明该方法能有效分离烷烃中甲烷、乙烷、丙烷的红外吸收单峰,具有良好的准确性和鲁棒性,模型参数的解释能力更强。该方法能够加速光谱检测技术在生物制药、食品化工、油气勘探等领域的应用,尤其是在含同系有机物混合物的分析及应用场合。     

基于4倍频采样的数字正交FID信号检测技术

提出了基于4倍Lamor频率采样的数字正交锁相放大技术提取包络信号,该技术是根据开关型正交矢量锁定放大器的基本原理和三角函数的特征,通过4倍Lamor频率采样和数字叠加的方法,实现了信号正交与低通滤波功能.该数字正交方法较模拟正交法的优点是能够提高信号的信噪比,且电路设计简单.利用该法所设计的地面核磁共振找水仪采集系统在探寻地下水源中已得到验证与应用,在叠加次数仅为NUMIS系统1/2时,其信噪比至少提高0.5倍.该方法提高了仪器的工作效率和对信号参数的提取精度.