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基于过采样的高精度宽动态范围次声信号采集系统 被引量：2
1
作者 李鸿征 赵锋 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2015年第5期62-64,共3页
次声电信号的检测要求系统具有极高的分辨率、宽动态范围以及强噪声抑制能力。该系统为了提高现有模数转换器检测次声信号的能力,简化系统电路和降低生产成本,通过过采样来提高ADC的分辨率,实现了对原始次声信号高精度的采集;同时为了... 次声电信号的检测要求系统具有极高的分辨率、宽动态范围以及强噪声抑制能力。该系统为了提高现有模数转换器检测次声信号的能力,简化系统电路和降低生产成本,通过过采样来提高ADC的分辨率,实现了对原始次声信号高精度的采集;同时为了避免微弱次声信号幅值太小而导致的过采样失效,该系统增加了根据输入电平变化动态改变增益的功能。文中结合微控制器的特性,给出了具体的实现方法,并对其进行了测试。实验表明,该系统较传统次声信号数据采集系统具有更高的精度,满足了目前对于次声信号研究的需要。 展开更多
关键词 次声信号 数据采集 过采样 自动增益调节
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应用支持向量机和人工神经网络对大气次声信号识别的初步实验 被引量：9
2
作者 吴涢晖 邹士亚 +1 位作者 庞新良 陈晓雷 《应用声学》 CSCD 北大核心 2020年第2期207-215,共9页
针对短时窗平均/长时窗平均算法从次声台站监测数据中提取的信号仍然包含噪声的问题,对支持向量机和人工神经网络的机器学习方法进行了研究。采用小波包分解的方法对信号进行重构,提取出各频带内的重构信号能量特征,对事件信号和噪声进... 针对短时窗平均/长时窗平均算法从次声台站监测数据中提取的信号仍然包含噪声的问题,对支持向量机和人工神经网络的机器学习方法进行了研究。采用小波包分解的方法对信号进行重构,提取出各频带内的重构信号能量特征,对事件信号和噪声进行了识别实验,并分析了提高识别能力的方法,为工程应用提供理论参考。实验结果表明,在训练数据集不大的情况下,通过优化模型结构可以将两种方法的识别能力提高到可以接受的水平。 展开更多
关键词 次声信号检测 小波包分解 神经网络 支持向量机
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不同受力状态下岩石破坏过程次声信号特征 被引量：5
3
作者 徐洪 孙从露 任世聪 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2018年第6期813-821,共9页
采用室内试验方法,分别开展了岩石在压缩、剪切和拉伸状态下的破坏试验,利用高灵敏度的次声信号采集设备同步采集岩石破坏过程中的次声信号,对不同受力状态下岩石次声信号的特征差异进行了研究。结果表明:在压缩状态下,岩石次声信号发... 采用室内试验方法,分别开展了岩石在压缩、剪切和拉伸状态下的破坏试验,利用高灵敏度的次声信号采集设备同步采集岩石破坏过程中的次声信号,对不同受力状态下岩石次声信号的特征差异进行了研究。结果表明:在压缩状态下,岩石次声信号发射主要在弹性和塑性变形阶段,次声信号的峰值频率在7Hz左右,在岩石临近破坏前,次声信号振幅和频率范围均有所增加;在剪切状态下,次声信号主要集中在峰值后应力逐步下降的阶段,信号功率分布集中程度较压缩试件略低,峰值频率在8Hz左右;在拉伸状态下,试件加载初始阶段便有次声信号发生,次声信号频率通常存在高、低两个中心,其中低频与压缩试件接近,高频则高出3Hz,拉伸试件内部裂隙的萌生和发展较压缩和剪切状态下更为迅速、有序,随着试件内部裂隙的发展,次声信号频率逐渐升高。以上特征的发现为不同受力状态下次声信号的识别以及岩体灾变预测提供了依据。 展开更多
关键词 岩石破坏 次声信号 时域波形 功率谱密度函数 时频特征 压缩 剪切 拉伸
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滑坡次声信号简正波模型的匹配场超前定位算法 被引量：4
4
作者 赵久彬 刘元雪 +1 位作者 杨骏堂 柏准 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期4116-4126,共11页
滑坡灾害发生前夕,滑体内的局部岩土体发生爆裂、摩擦和断裂等破坏会产生次声波向外传播,基于次声信号的超前定位成为滑坡监测预警的关键技术。将波动方程通过傅里叶变换到亥姆霍兹方程,利用汉克尔变换得到波动方程的核函数,建立了基于... 滑坡灾害发生前夕,滑体内的局部岩土体发生爆裂、摩擦和断裂等破坏会产生次声波向外传播,基于次声信号的超前定位成为滑坡监测预警的关键技术。将波动方程通过傅里叶变换到亥姆霍兹方程,利用汉克尔变换得到波动方程的核函数,建立了基于简正波的地质声场模型,仿真分析了土层与空气、土层与岩层之间反射折射关系;提出滑坡次声信号的简正波模型匹配场超前定位算法,将垂直接收阵的测量次声信号与传播模型的拷贝次声信号进行相关匹配计算,搜索计算得到模糊函数最大值处的坐标定位为声源点,并采用12元垂直接收阵仿真分析3种匹配场算法性能,发现可变系数似然匹配场算法具有旁瓣小、定位准确的优点,可应用于滑坡定位技术;将垂直接收阵置于空气层中、土层中不同位置发现,土层中的垂直阵能够精确定位,而空气中误差较大;并将该算法应用于滑坡超前定位,定位了滑体的局部破坏位置和预测滑移线。该算法为滑坡超前定位技术提供了新的思路。 展开更多
关键词 滑坡超前定位 次声信号 简正波模型 匹配场
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基于非负矩阵分解的次声信号分类方法
5
作者 孟子轩 程巍 +2 位作者 张天予 吕君 滕鹏晓 《应用声学》 CSCD 北大核心 2023年第3期627-636,共10页
在中国科学院声学研究所大气次声波观察网实地采集的爆炸、地震、闪电、再入4类次声事件105组阵列数据集的基础上,提出应用非负矩阵分解的特征提取方法,对次声信号的自动分类方法进行了研究。针对特征设计过程复杂的问题,该方法使用非... 在中国科学院声学研究所大气次声波观察网实地采集的爆炸、地震、闪电、再入4类次声事件105组阵列数据集的基础上,提出应用非负矩阵分解的特征提取方法,对次声信号的自动分类方法进行了研究。针对特征设计过程复杂的问题,该方法使用非负矩阵分解自动挖掘目标信号的隐含结构作为特征。将此特征作为支持向量机和卷积神经网络输入进行分类,以提高特征设计的效率与分类的识别准确率。研究结果指出,在测试集上的平均识别准确率达到了83.13%,相对于传统方法,简化了特征设计过程,并取得更好的分类结果。 展开更多
关键词 次声信号 特征提取 非负矩阵分解 信号分类
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核爆次声探测中闪电干扰信号特征分析
6
作者 庞新良 张元 +3 位作者 程先友 常芸芬 青建华 马彦 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期724-727,共4页
针对核爆次声探测系统中实测的闪电干扰次声信号进行了特征分析。采用去均值、去大气扰动、滤波、归一化等数据预处理之后,用统计理论对次声信号的频谱特性进行了分析,根据统计结论获得闪电次声信号的频谱特性。分析结果表明闪电次声信... 针对核爆次声探测系统中实测的闪电干扰次声信号进行了特征分析。采用去均值、去大气扰动、滤波、归一化等数据预处理之后,用统计理论对次声信号的频谱特性进行了分析,根据统计结论获得闪电次声信号的频谱特性。分析结果表明闪电次声信号特征有别于核爆次声信号特征,提取此特征值可组成能用于核爆次声探测分类识别的特征向量。 展开更多
关键词 核爆次声信号 闪电次声信号 分类算法 次声识别 核爆监测
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芦山地震(M_S7.0)及玉树地震(M_S5.2)震前次声波异常信号分析 被引量：8
7
作者 潘黎黎 曾佐勋 王杰 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期73-79,共7页
中国地质大学（武汉）三峡库区地质灾害研究中心安装在三峡库区的次声波监测仪在芦山地震（2013年4月20日,MS7.0）和玉树地震（2011年6月26日,MS5.2）震前都接收到有效的异常信号。根据不同台站接收到的次声波异常信号,配合Matlab滤波... 中国地质大学（武汉）三峡库区地质灾害研究中心安装在三峡库区的次声波监测仪在芦山地震（2013年4月20日,MS7.0）和玉树地震（2011年6月26日,MS5.2）震前都接收到有效的异常信号。根据不同台站接收到的次声波异常信号,配合Matlab滤波和小波分析等手段,得出：芦山地震震前次声波信号的频率主要集中在（0~4）×10-3 Hz;玉树地震震前次声波信号的频率主要集中在（0~5）×10-3 Hz,且地震震级越大,震前次声波信号振幅越大。根据野三关和秭归的次声波监测仪在玉树地震震前接收到的次声波异常信号的时间差和震中与次声波监测仪台站之间的距离差,估算出玉树地震震前超低频次声波的波速约为6.4m/s。为探讨地震短临预报的可行性,文中设计了一个大三角套小三角的次声监测阵列以实现震中定位。 展开更多
关键词 雅安地震 玉树地震 次声波异常信号 小波分析 震中定位
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远程事件次声监测中的信号参数二维子空间计算方法 被引量：1
8
作者 孟亮 李夕海 刘代志 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期678-687,共10页
越来越多的观测发现,在地震、火山爆发、泥石流等重大自然灾害发生前,常产生异常的次声信号,这为地震及其他自然灾害的预报工作增加了一种可能的信息;同时,次声还是监测大气层、浅地表爆炸的有效手段.在自然灾害和爆炸事件次声监测中,... 越来越多的观测发现,在地震、火山爆发、泥石流等重大自然灾害发生前,常产生异常的次声信号,这为地震及其他自然灾害的预报工作增加了一种可能的信息;同时,次声还是监测大气层、浅地表爆炸的有效手段.在自然灾害和爆炸事件次声监测中,慢度和方位角等参数对于源信号传播、定位以及源性质识别等工作具有重要意义.然而,目前的慢度和方位角等参数的算法——频率波数(FK)分析法,尚存在精度和分辨率不高等问题,特别是对多源次声信号的识别能力较差.为提高次声信号的监测精度,基于次声信号和噪声的子空间不相关性,构建了次声信号慢度和方位角二维子空间计算模型,并在此基础上提出了一种高分辨率次声信号二维子空间算法,仿真实验和实际数据的对比分析结果表明:本文提出的方法在精度和分辨率方面明显优于FK法,且能够更好地分离多源次声信号. 展开更多
关键词 自然灾害 爆炸 次声信号 FK法 子空间
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单轴压缩条件下花岗岩次声波特性试验研究 被引量：1
9
作者 赵奎 丁健华 +2 位作者 曾鹏 王万银 江树文 《金属矿山》 CAS 北大核心 2019年第8期32-37,共6页
为研究花岗岩变形破坏过程中次声波信号特征,对中细粒二长花岗岩进行了单轴压缩次声波试验,研究了岩石变形破坏过程中次声波振铃次数、能率特征,重点分析了不同应力水平下累计振铃次数变化规律,同时对次声波能率分形维数进行了研究。研... 为研究花岗岩变形破坏过程中次声波信号特征,对中细粒二长花岗岩进行了单轴压缩次声波试验,研究了岩石变形破坏过程中次声波振铃次数、能率特征,重点分析了不同应力水平下累计振铃次数变化规律,同时对次声波能率分形维数进行了研究。研究结果表明:次声波振铃次数与能率在应力峰值前均有突增现象;相对应力水平小于70%左右时,次声波累计振铃次数变化整体趋向平稳,相对应力水平大于70%左右时,累计振铃次数呈现明显上升趋势;次声波能率具有明显的分形特性,能率分形维数在相对应力水平87%~96%范围内降至最小值,这一现象可作为岩石破坏的前兆特征。 展开更多
关键词 花岗岩 次声波信号 振铃次数 能率 分形维数
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适于泥石流除噪的EMD联合小波阈值除噪方法 被引量：3
10
作者 朱凤杰 焦瑞莉 滕鹏晓 《声学技术》 CSCD 北大核心 2019年第1期83-90,共8页
次声传感器采集到的泥石流次声信号中包含有大量的无关干扰信号,严重影响信号的分析与评估。针对含噪泥石流信号中无法准确确定噪声频段的特点,以及传统经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)联合小波阈值去噪方法无法智能... 次声传感器采集到的泥石流次声信号中包含有大量的无关干扰信号,严重影响信号的分析与评估。针对含噪泥石流信号中无法准确确定噪声频段的特点,以及传统经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)联合小波阈值去噪方法无法智能分辨噪声所在频段的缺点,提出了信号经EMD分解后,基于相关性选择噪声频段的方法。首先利用EMD分解获取信号的固有模态函数(Intrinsic Mode Function, IMF)分量,然后计算各个IMF分量与原始信号的相关性,根据相关性大小确定IMF噪声频段,然后采用小波阈值去噪方法对噪声频段进行处理,最后对处理后的信号进行重构得到去噪泥石流信号。通过模拟实验分析,证明该方法具有智能选择噪声频段的能力,是一种更适于泥石流信号的去噪方法。 展开更多
关键词 泥石流次声信号 经验模态分解 小波阈值去噪 相关性
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