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红外与毫米波学报 1996年第3期15卷 165-168页

作者：陈汝钧华中理工大学光电子工程系

将扫描探测系统视为对比度探测系统，考虑到信号处理系统的影响，推导了探测器噪声限下扫描探测系统对扩展源的噪声等效温差和对点源目标的作用距离方程；

关键词：红外探测系统扫描探测热成像小目标

钻孔瞬变电磁法扫描探测RCQPSO-LMO组合算法2.5D反演

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地球物理学报 2024年第2期67卷 781-792页

作者：程久龙焦俊俊陈志董毅中国矿业大学(北京)煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

利用钻孔进行超前探测地质构造及含水体是地下开挖工程中的常规手段,如何利用这些钻孔进行钻孔瞬变电磁法扫描探测,从而实现钻孔孔壁外围地质异常体的精细探测,对实现地下工程地质透明化具有重要的指导意义.本文提出钻孔瞬变电磁法扫描... 详细信息

利用钻孔进行超前探测地质构造及含水体是地下开挖工程中的常规手段,如何利用这些钻孔进行钻孔瞬变电磁法扫描探测,从而实现钻孔孔壁外围地质异常体的精细探测,对实现地下工程地质透明化具有重要的指导意义.本文提出钻孔瞬变电磁法扫描探测2.5D反演的数据解译方法,首先针对随机性反演算法时效性低,易陷入局部最优解,而确定性反演算法依赖初始模型的问题,提出了组合策略的量子粒子群优化算法用来随机搜索最优初始模型.在此基础上,利用Levenberg-Marquarat方法求解Occam反演的目标函数,形成了RCQPSO-LMO组合算法进行2.5D反演,通过对比组合算法和单一算法,验证了组合算法具有更精确的反演结果.其次结合屏蔽条件下扫描探测,对比分析了有无屏蔽的2.5D反演结果,通过设定屏蔽系数对非探测方向信号进行部分压制,可以较好地解决钻孔径向扫描探测中对非探测方向信号部分屏蔽下的反演及成像.最后建立三组理论模型进行组合算法2.5D反演,结果表明:组合算法反演结果与理论模型的一致性较好,对低阻异常体的反演精度较高,验证了组合算法对钻孔孔壁外围低阻异常体具有较高的反演精度和分辨能力.

关键词：钻孔瞬变电磁法扫描探测量子粒子群优化算法组合算法 2.5D反演

钻孔瞬变电磁法扫描探测磁芯线圈激励电磁场响应特征

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煤炭学报 2023年第3期48卷 1302-1310页

作者：程久龙姜国庆李垚田楚霄孟上梁沛元中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

瞬变电磁测井一般采用超小线圈作为发射装置,由于激励产生的瞬变电磁场强度较低,仅能进行钻孔孔壁岩层探测,无法实现钻孔外围径向远距离探测及地质异常体精确定位。基于全空间瞬变电磁场相关理论,提出钻孔瞬变电磁法(BTEM)扫描探测方法... 详细信息

瞬变电磁测井一般采用超小线圈作为发射装置,由于激励产生的瞬变电磁场强度较低,仅能进行钻孔孔壁岩层探测,无法实现钻孔外围径向远距离探测及地质异常体精确定位。基于全空间瞬变电磁场相关理论,提出钻孔瞬变电磁法(BTEM)扫描探测方法,利用磁芯线圈激励电磁场,增强发射磁矩,提高钻孔瞬变电磁法的径向探测距离。同时,通过灵活调整线圈方向,对钻孔孔壁进行360°扫描,实现钻孔径向方向全方位探测,提高钻孔瞬变电磁法对含水地质体的空间分辨率和定位精度。建立钻孔全空间三维地质-地球物理模型,提出优化的网格剖分策略,采用特殊网格结构对钻孔中磁芯线圈进行网格加密及规范化,提高数值模拟精度。采用有限单元法分别计算均匀介质条件下钻孔瞬变电磁法磁芯激励电磁场响应以及含有低阻地质异常体时钻孔瞬变电磁法不同装置探测的瞬变电磁场响应,分析了共面偶极装置及共轴偶极装置以及不同几何参数对应的瞬变电磁场响应特征,采用全空间全区视电阻率计算及时深转换算法进行全空间电阻率成像。研究表明,在钻孔瞬变电磁法超小线圈中加入磁芯可以显著增强电磁场强度,并且增强的幅度与磁芯的直径和长度成正比,相比较而言,增大磁芯长度对电磁场响应的增强作用更为显著;钻孔全空间磁芯线圈激励时探测结果可以较好地反映钻孔径向外围岩层中低阻地质体引起的瞬变电磁场异常,共面偶极装置和共轴偶极装置均可以获得较为理想的探测效果,全空间电阻率成像结果分辨率较高,相比较而言,共面偶极装置得到的异常幅度更大,并且对异常体中心的定位更为准确,而共轴偶极装置对异常体整体形态和边界的刻画更为准确。

关键词：钻孔瞬变电磁法扫描探测磁芯线圈激励响应特征

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钻孔瞬变电磁法方位线圈扫描探测定位方法

煤炭学报 2024年第1期49卷 616-627页

作者：程久龙姜成麟李垚白仁喜中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国石油集团测井有限公司地质研究院陕西西安710077 国家能源集团陕西神延煤炭公司陕西榆林719000

利用掘进巷道超前探水钻孔进行钻孔瞬变电磁法探测钻孔孔壁外围远距离含水体,避免了常规测井方法仅能探测钻孔孔壁岩层的“一孔之见”。目前钻孔瞬变电磁法受全空间效应的影响,接收到的单分量响应不能判别异常体方位;多分量响应可以近... 详细信息

利用掘进巷道超前探水钻孔进行钻孔瞬变电磁法探测钻孔孔壁外围远距离含水体,避免了常规测井方法仅能探测钻孔孔壁岩层的“一孔之见”。目前钻孔瞬变电磁法受全空间效应的影响,接收到的单分量响应不能判别异常体方位;多分量响应可以近似判断异常体的大致方位,但难以通过成像等直观有效的方法对其进行精确定位。基于钻孔瞬变电磁法和方位电磁波测井相关理论,提出了钻孔瞬变电磁法方位线圈扫描探测定位方法,采用方位线圈作为探测装置,减小线圈互感,增强钻孔瞬变电磁法的探测效果。同时,通过改变线圈旋转角,对钻孔孔壁进行360°扫描,形成钻孔径向全方位探测,旨在对钻孔孔壁外围岩体中的低阻体进行精确定位。首先推导方位线圈的互感解析表达式,探讨方位角对方位线圈互感的影响,通过数值计算确定最佳方位角取值。分别建立均匀介质和含低阻异常体的钻孔全空间三维地质-地球物理模型进行瞬变电磁场数值模拟,分析方位线圈的瞬变电磁法扫描探测多分量响应特征,总结方位线圈扫描探测瞬变电磁响应规律,确定了钻孔瞬变电磁法方位线圈扫描探测定位方法,即通过钻孔轴向和径向的瞬变电磁响应特征判别钻孔孔壁外围岩体中低阻异常体的位置。最后建立含2个低阻体的地质-地球物理模型,采用最佳方位角的方位线圈进行数值实验,验证了该方法能有效地判别低阻异常体的方位。研究表明:钻孔瞬变电磁法方位线圈扫描探测结果可以较好地反映钻孔径向外围岩体中低阻异常体引起的瞬变电磁场异常,全空间视电阻率成像结果分辨率较高。依据钻孔轴向和径向的瞬变电磁响应特征,钻孔瞬变电磁法方位线圈扫描探测定位方法对钻孔孔壁外围岩体中的低阻异常体具有较高的分辨率及定位精度。研究结果可以为钻孔瞬变电磁法方位线圈扫描探测定位方法的实际应用提供理论依据。

关键词：钻孔瞬变电磁法方位线圈扫描探测数值模拟定位

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扫描探测声纳硬件平台设计与实现

扫描探测声纳硬件平台设计与实现

作者：郭英健哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着中国在海洋资源的开发和海洋安全的维护方面的需求不断加大,对各种军用与民用海洋装备的发展提出了更高的要求。本文基于目前水下设备自动化的趋势,提出了一种基于水下无人运动平台的扫描探测声纳硬件平台设计方案。本文主要包括系... 详细信息

随着中国在海洋资源的开发和海洋安全的维护方面的需求不断加大,对各种军用与民用海洋装备的发展提出了更高的要求。本文基于目前水下设备自动化的趋势,提出了一种基于水下无人运动平台的扫描探测声纳硬件平台设计方案。本文主要包括系统的总体设计、模拟电路设计、数字电路及FPGA逻辑设计以及系统软硬件平台测试与验证,主要工作内容如下:1、介绍了扫描探测声纳系统的总体设计,包括其基本原理、指标、组成结构和各个部分的具体方案论证,证明了设计方案的可行性。在系统芯片选型方面,对系统消耗资源量进行了分析,并选用了FPGA和DSP作为信号处理芯片,以满足系统性能要求。2、结合设计指标,完成了接收机与发射机电路的设计,接收机有滤波器、增益控制器和A/D采样电路等模块,能够对接收到的信号进行放大、滤波以及采样;发射机有功率放大器、变压器、储能电路等模块,能够作为信号源发射不同形式的脉冲信号。3、设计并实现信号处理平台的硬件电路,在FPGA平台上完成A/D采集、波束形成等相关信号处理算法,并能够将处理后的数据上传到上位机。本文最后对系统各个模块进行测试以并完成了水池实验,验证了扫描探测声纳系统的可行性和有效性,对扫描探测声纳系统的设计具有一定的参考价值。

关键词：扫描探测多波束算法多通道接收机多通道发射机数字信号处理平台 FPGA

盾构双频激电法超前扫描探测技术与发射装置研究

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盾构双频激电法超前扫描探测技术与发射装置研究

作者：梁晨河北工程大学

学位级别：硕士

随着煤炭开采深度日益增加,TBM(盾构机)在巷道掘进施工中的占比越来越高,而TBM为全断面盾构机,其占据了坑道大部分空间,使得传统钻爆法将无法适用于该模式下开展超前探测。此外,现有的竖直向下跑极电法勘探技术受坑道腔体电磁干扰,以及... 详细信息

随着煤炭开采深度日益增加,TBM(盾构机)在巷道掘进施工中的占比越来越高,而TBM为全断面盾构机,其占据了坑道大部分空间,使得传统钻爆法将无法适用于该模式下开展超前探测。此外,现有的竖直向下跑极电法勘探技术受坑道腔体电磁干扰,以及顶底板假异常地质构造等诸多因素影响,严重影响了掘进断面前方异常地质构造探测的准确性和可靠性,而且缺少偏离掘进断面中心线的异常地质构造探测的相关理论和方法。为此,本文基于双频激电法基本原理,提出了一种适用于TBM的超前扫描探测方法,开展了超前扫描探测有限元正演模拟,设计了双频调制正弦波发射电路装置,通过阻容模型网络对发射装置进行了试验验证与结果分析。其主要研究内容如下:(1)分析点电源电流场的边值与变分问题,构建长方体均匀全空间地电模型,基于COMSOL软件对空间电位进行求解,并与解析解进行对比分析,结果表明相对解析解其误差不超过1%。(2)结合煤矿井下实际工况,设计多种布极方案,基于COMSOL软件对布极方案进行仿真模拟,分析各方案对主探测电场的约束效果,提出一种最佳的布极设计方案。(3)基于COMSOL软件构建地电模型,探究坑道腔体大小以及坑道内外干扰异常体对探测效果的影响,并针对地质异常体偏离掘进断面中心线的情况进行扫描探测正演模拟,结果表明采用定点扫描探测方法可对地质异常体进行精准定位,其方位误差不超过4.47%。(4)构建双频激电法超前扫描探测发射装置电路设计方案,基于Multisim软件开展整流滤波模块、振荡选频模块和IGBT波形整合模块设计,得到幅值、频率(0.1Hz-1MHz)均可调的双频调制正弦波电流。通过简易阻容模型网络,验证双频正弦波发射装置的可靠性和精确度,得出视幅频率试验值与理论值误差不超过2.5%。搭建含水、断层典型有害地质构造阻容模型网络,得出视幅频率与视电阻率变化规律,为实际工程探测提供理论依据与指导。

关键词：双频激电法扫描探测聚焦效率正演模拟阻容模型网络

隧道聚焦双频激电法异常体超前扫描探测定位数值模拟

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中国测试 2023年

作者：梁晨王晓敏韦凯耀马强智传锁刘志民河北工程大学机械与装备工程学院

为探究双频激电超前扫描探测对异常体的定位方法，依据偏转效应探测机理，利用有限单元法对共面多点电源空间场的正常电位和异常电位进行求解，并基于Comsol软件进行正演模拟。通过分析主探测空间电流场偏转特性变化规律，利用偏转效应... 详细信息

为探究双频激电超前扫描探测对异常体的定位方法，依据偏转效应探测机理，利用有限单元法对共面多点电源空间场的正常电位和异常电位进行求解，并基于Comsol软件进行正演模拟。通过分析主探测空间电流场偏转特性变化规律，利用偏转效应电流比系数求得异常体形心位置。沿掘进断面前方偏离坑道中轴线方向构建异常地质体探测模型，通过定点扫描探测数值模拟，分析偏转效应电流比系数对激电效应参量的影响及其变化规律。偏转效应探测数值模拟结果表明：通过定点扫描探测，依据视幅频率和视电阻率曲线变化规律以推断目标异常体偏离坑道中轴线的方向，依据视幅频率与视电阻率极值点处偏转效应电流比系数可以确定目标异常体几何形心的具体位置。此研究对完善坑道电法超前扫描探测机理，推动物探理论发展具有重要意义。

关键词：聚焦双频激电法空间电流场扫描探测偏转效应正演模拟

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非接触生命参数检测系统扫描探测技术的研究

医疗卫生装备 2005年第9期26卷 7-8页

作者：李杰王健琪荆西京谢昇张杨路国华第四军医大学生物医学工程系西安市710032

详细介绍非接触生命参数检测系统扫描探测技术研究的思路和软/硬件设计。解决了非接触生命参数检测系统中雷达探测方向和角度问题。该技术界面友好,操作简便,扩大了系统的用途。

关键词：扫描探测云台非接触生命参数检测

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反坦克智能雷扫描探测方法研究

测试技术学报 2007年第2期21卷 126-129页

作者：尹建平常变红王志军中北大学机电工程学院山西太原030051

主动探测目标技术是反坦克智能雷设计的一个关键性技术.在描述毫米波/红外信息融合原理的基础上,本文构建了毫米波和红外传感器技术在智能雷主动探测目标系统中的应用框架.根据反坦克智能雷攻击坦克时的运动特性,建立了智能雷扫描探测... 详细信息

主动探测目标技术是反坦克智能雷设计的一个关键性技术.在描述毫米波/红外信息融合原理的基础上,本文构建了毫米波和红外传感器技术在智能雷主动探测目标系统中的应用框架.根据反坦克智能雷攻击坦克时的运动特性,建立了智能雷扫描探测轨迹模型和扫描探测捕获准则,并应用蒙特卡洛方法计算分析了区域系数对智能雷扫描捕获概率的影响.结果表明:设计的反坦克智能雷目标探测系统,建立的扫描探测轨迹模型和扫描探测捕获准则基本符合工程实际情况.

关键词：信息融合计算机仿真目标识别扫描探测智能雷

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钻孔瞬变电磁法扫描探测2.5D反演方法

钻孔瞬变电磁法扫描探测2.5D反演方法