基于PSO-RBF的50mm厚Q235碳钢40kW激光坡口切割粗糙度预测方法

1

作者 李天豪 成巍 +3 位作者 李峰西 王文涛 徐子法 吕蕾 《激光杂志》 北大核心 2025年第2期218-224,共7页

提出一种基于粒子群优化径向基神经网络的高功率激光坡口切割粗糙度预测方法。采用40 kW激光坡口切割系统进行50 mm厚度Q235碳钢30°V型坡口切割试验;基于正交试验结果,通过径向基神经网络建立激光坡口切割工艺参数与坡口切面粗糙... 提出一种基于粒子群优化径向基神经网络的高功率激光坡口切割粗糙度预测方法。采用40 kW激光坡口切割系统进行50 mm厚度Q235碳钢30°V型坡口切割试验;基于正交试验结果,通过径向基神经网络建立激光坡口切割工艺参数与坡口切面粗糙度间的回归预测模型;采用粒子群算法实现径向基神经网络隐含层函数中心位置、宽度以及隐含层与输出层之间权值的优化,将优化后的模型用于坡口切面粗糙度预测。实验结果表明:与多层前馈神经网络、标准径向基神经网络模型相比,该模型对坡口切面粗糙度的预测结果更准确,该预测模型的决定系数为0.9576,均方根误差为0.0326,平均偏差误差为0.0409。本研究可以得到精确度较高的坡口切割粗糙度预测模型,实现高功率激光坡口切割粗糙度有效预测。 展开更多

关键词 高功率激光坡口切割 正交试验 径向基神经网络 粒子群算法

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基于激光超声的金属增材制造在线检测技术研究 被引量：5

2

作者 白雪 马健 +1 位作者 许万卫 王贺 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第20期70-82,共13页

针对航空航天等高精尖领域亟待解决的金属增材制造过程冶金质量在线实时检测与评价问题,概述了金属增材制造超声在线检测技术的国内外研究现状及进展;重点介绍了自主研制激光超声多冶金特征同步在线检测系统的设计原理及组成;并采用该... 针对航空航天等高精尖领域亟待解决的金属增材制造过程冶金质量在线实时检测与评价问题,概述了金属增材制造超声在线检测技术的国内外研究现状及进展;重点介绍了自主研制激光超声多冶金特征同步在线检测系统的设计原理及组成;并采用该系统对激光增材制造工件组织晶粒度及表面缺陷特征进行检测试验研究。首先基于激光超声纵波回波信号中心频率偏移实现了激光熔融沉积TC4/B4C复合材料中具有择优晶体取向的粗大α相晶粒团簇尺寸的定量评价;随后对激光熔融沉积AlSi10Mg铝合金表面缺陷进行检测,对扫描检测幅面内各测量点进行多次激励求平均,并结合改进小波阈值和变分模态分解两步降噪处理提高在线实时检测信号信噪比,基于表面波信号能量变化实现了0.5 mm孔洞和0.5 mm宽水平裂纹的可视化成像。 展开更多

关键词 金属增材制造 激光超声 在线检测 晶粒度表征 缺陷成像

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波长锁定878.6 nm LD调制泵浦Nd:YVO_(4)自拉曼激光器 被引量：2

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作者 孙冰 丁欣 +9 位作者 姜鹏波 白云涛 禹宣伊 王靖博 赵蕾 刘阳 李腾腾 吴亮 张贵忠 姚建铨 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第12期213-218,共6页

报道了一款基于调制共振泵浦技术的Nd:YVO_(4)自拉曼激光器。针对全固态自拉曼激光器中热效应严重导致的激光器输出功率及光光效率普遍偏低的问题,合理地将共振泵浦技术和调制泵浦技术相结合,实现了激光器的有效热管控,缓解了激光器的... 报道了一款基于调制共振泵浦技术的Nd:YVO_(4)自拉曼激光器。针对全固态自拉曼激光器中热效应严重导致的激光器输出功率及光光效率普遍偏低的问题,合理地将共振泵浦技术和调制泵浦技术相结合,实现了激光器的有效热管控,缓解了激光器的热效应,提高了泵浦上限,从而实现了激光器输出功率和光光效率的大幅提高。当泵浦源的调制频率为10 kHz、占空比为40%、平均泵浦功率为30 W、声光Q开关的调制频率为100 kHz时,获得了最大平均功率为8.57 W的1 176 nm斯托克斯光输出,相应光光转换效率28.6%。相较于相同泵浦功率的连续泵浦机制下的实验结果,斯托克斯光平均输出功率提高了42%,光光效率提高了8.5%。实验结果表明:共振泵浦和调制泵浦技术相结合的方式可以有效缓解热效应,提高泵浦功率上限,从而提高自拉曼激光器的输出功率和光光效率。 展开更多

关键词 自拉曼激光器 Nd:YVO 激光器 二极管调制泵浦 共振泵浦

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基于弱光栅阵列相位载波解调的分布式井中地震勘探技术研究 被引量：2

4

作者 王晨 吕公河 +2 位作者 徐雷良 牟风明 尚盈 《石油物探》 CSCD 北大核心 2022年第1期78-84,共7页

分布式光纤声波传感被认为是现有油气资源勘探中最有应用前景的技术,但传统光纤分布式地震勘探利用的光纤本征瑞利散射存在强度随机涨落、偏振衰落等问题,导致解调声场不稳定,系统噪声较高。利用在光纤中插入大量反射率不足1/1000的全... 分布式光纤声波传感被认为是现有油气资源勘探中最有应用前景的技术,但传统光纤分布式地震勘探利用的光纤本征瑞利散射存在强度随机涨落、偏振衰落等问题,导致解调声场不稳定,系统噪声较高。利用在光纤中插入大量反射率不足1/1000的全同弱光栅阵列替代瑞利散射,使后向光稳定性显著增强,并采用相位载波解调实现了光纤分布式声波传感(distributed fiber acoustic sensor,DAS)系统噪声的压制。实验室测试结果表明,基于全同弱光栅阵列相位载波解调的DAS系统频响范围可达0.1~320.0Hz,本底噪声平均约为50μrad/√Hz,满足了地震检波的需求。现场井中VSP地震资料采集实验表明,全同弱光栅阵列采集到的地震数据信噪比约为传统单模光纤分布式采集数据信噪比的2.5~3.0倍,VSP资料质量有显著提升,为下一代新型光纤分布式地震勘探技术提供了一种有效解决方案。 展开更多

关键词 分布式光纤传感 全同弱光栅阵列 相位载波解调 井中地震勘探 VSP采集 信噪比

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超声检测在金属3D打印中的应用研究进展 被引量：5

5

作者 许万卫 白雪 +1 位作者 马健 刘帅 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第18期90-99,共10页

与传统等材或减材制造技术相比,金属3D打印作为一种增材制造技术,无需模具,可自由加工复杂结构零件,在汽车、核电、航空航天等领域具有广阔的应用前景。但是打印过程会经历快速反复熔凝及复杂的传热相变,导致打印成型件的质量无法得到... 与传统等材或减材制造技术相比,金属3D打印作为一种增材制造技术,无需模具,可自由加工复杂结构零件,在汽车、核电、航空航天等领域具有广阔的应用前景。但是打印过程会经历快速反复熔凝及复杂的传热相变,导致打印成型件的质量无法得到保证。实际上,缺乏有效的质量监控手段是制约该技术推广应用的瓶颈。在众多无损检测技术中,超声检测技术由于灵敏性高、穿透力强、材料适用范围广,在3D打印的质量监控方面展现出较大的潜力。然而,由于3D打印成型工艺的特殊性,其成型件冶金特征与传统锻、铸造件明显不同,具体表现为组织各向异性明显,易出现孔隙、未熔合、裂纹等缺陷,存在较大残余应力易导致翘曲变形等,给传统超声检测技术带来了极大挑战。同时其成型件具有明显的个性化特征,中空、薄壁等复杂结构可能会导致超声信号可达性差、检测盲区大等问题。另一方面,由于金属3D打印一次性成型的特点,打印过程的在线实时检测尤为重要。然而,3D打印成型腔内充满高温、粉尘、强光散射等各种极端干扰源,影响超声检测系统的稳定性,增加了检测难度。因此,有针对性地开展超声离线及在线检测工作已成为近年来的研究热点。近几年,根据打印成型件冶金特征的超声检测及评价,学者发现了组织各向异性与超声传播特性的关联,但是对组织晶粒度的定量分析工作还较少;研究了人工植入缺陷的定位及尺寸评估方法,对自然形成的缺陷检测工作尚不足;已实现表面残余应力的超声表征,而对危险性可能更大的次表面残余应力的检测研究还较少。打印过程的超声在线检测研究大多还处于实验验证阶段,要实现工程应用,还需克服表面粗糙度大、成型腔内存在各种干扰源、基于在线检测信息的闭环工艺调控等难点。本文阐述了金属3D打印过程质量监控的必要性,概述了3D打印常用的无损检测技术,重点对超声检测技术在3D打印中的应用现状进行了综述,主要包括组织、缺陷、残余应力等冶金特征的离线/在线检测研究进展及其挑战,并展望了其未来发展方向。 展开更多

关键词 金属3D打印 冶金特征 激光超声 离线/在线超声检测

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微震初至波到时自动拾取研究 被引量：11

6

作者 高煜 胡宾鑫 +6 位作者 朱峰 张华 宋广东 高国防 庞江波 钟国栋 全霓 《工矿自动化》 北大核心 2020年第12期106-110,共5页

微震初至波到时准确拾取是实现震源定位的前提,传统的人工拾取方法效率低、耗时长,而自动拾取方法中常用的长短时窗能量比值(STA/LTA)法对低信噪比信号的拾取准确率较低。针对上述问题,提出了一种基于随机森林的微震初至波到时自动拾取... 微震初至波到时准确拾取是实现震源定位的前提,传统的人工拾取方法效率低、耗时长,而自动拾取方法中常用的长短时窗能量比值(STA/LTA)法对低信噪比信号的拾取准确率较低。针对上述问题,提出了一种基于随机森林的微震初至波到时自动拾取方法。首先,提取微震数据的振幅、能量及相邻时刻振幅比作为特征,并对每个样本进行特征类别标记;然后,构建随机森林模型以识别微震初至波;最后,采用随机森林模型计算每个测试样本属于某一类别的概率,将概率不小于0.5的第1个数据采样点判定为微震初至波到时采样点。采用煤矿井下巷道深孔中的微震监测数据进行实验,结果表明当随机森林算法中决策树的数量和最大深度分别为137,6时,该方法对微震数据样本分类的准确率达98.5%,对微震初至波到时的平均拾取误差为23.1ms,拾取精度优于STA/LTA方法。 展开更多

关键词 微震监测 微震初至波 初至波到时 微震波自动拾取 随机森林 STA/LTA法

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L波段可切换双波长高能量脉冲光纤激光器 被引量：4

7

作者 王丽莎 孙松松 +2 位作者 闫炜 瞿娇娇 王勇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第7期129-133,共5页

报道了一种基于主振荡功率放大(Master Oscillator Power Amplifier, MOPA)结构的L波段可切换双波长且频率稳定的高能量单频偏振脉冲光纤激光器,可作为探测大气CO2激光雷达系统的发射光源。该脉冲光纤激光器系统主要由两个单频窄线宽外... 报道了一种基于主振荡功率放大(Master Oscillator Power Amplifier, MOPA)结构的L波段可切换双波长且频率稳定的高能量单频偏振脉冲光纤激光器,可作为探测大气CO2激光雷达系统的发射光源。该脉冲光纤激光器系统主要由两个单频窄线宽外腔半导体激光器、脉冲调制系统和多级光纤放大器组成。通过控制磁光开关,可以实现1 572.018 nm和1 572.480 nm双波长自由切换。采用闭环温度控制技术,实现了种子激光器的输出频率和功率锁定。采用数字和模拟声光调制器串联,实现了高达80 dB的通断消光比。通过对光纤施加非均匀应力,从而提高了受激布里渊散射(Stimulated Brillouin Scattering, SBS)阈值。利用普通商用增益光纤及商业化保偏元器件,在波长1 572 nm、重复频率10 kHz时,实现平均输出功率1.5 W,脉宽309 ns,峰值功率485 W,单脉冲能量大于150μJ,信噪比大于25 dB的激光输出。整个激光器系统采用风冷散热且电功耗小于60 W。 展开更多

关键词 光纤激光器 脉冲放大器 L波段 单频

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井中三分量光纤激光检波器的研制及性能测试 被引量：4

8

作者 杨元元 孙志慧 +5 位作者 张绪成 刘小会 王英英 王昌 赵忠 王春田 《石油物探》 CSCD 北大核心 2022年第1期93-99,共7页

随着国内油气勘探目的层向深层快速延伸,对地震资料的信噪比、分辨率和成像精度要求更高,从而对检波器的灵敏度、带宽要求越来越高。采用窄线宽的分布反馈光纤激光器(DFB-FL)为振动敏感元件,设计了一种井中三分量光纤激光地震检波器,并... 随着国内油气勘探目的层向深层快速延伸,对地震资料的信噪比、分辨率和成像精度要求更高,从而对检波器的灵敏度、带宽要求越来越高。采用窄线宽的分布反馈光纤激光器(DFB-FL)为振动敏感元件,设计了一种井中三分量光纤激光地震检波器,并采用相干探测方式实现微弱地震信号的检测。在实验室开展了频响灵敏度、噪声测试,并与高温动圈检波器2400进行对比试验,同时对井下光纤检波器的耐高温、耐高压性能进行了测试。经试验验证,所设计的井中三分量光纤激光检波器在1~400Hz内具有良好的信号探测能力,灵敏度达到34dB re pm/g,交叉灵敏度小于-25dB,可耐155℃高温及50MPa的高压。该检波器结构紧凑、灵敏度高、频带宽、一致性好,且耐高温高压,在井下勘探等恶劣工作环境具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 分布反馈光纤激光器 井下检波器 三分量 高灵敏度 高温高压 小型化

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1015~1046 nm可调谐飞秒掺镱光纤激光器

9

作者 刘梦霖 赵坤 +4 位作者 闫炜 王丽莎 刘民哲 王勇 孙松松 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期185-189,共5页

近年来,超快掺镱锁模光纤激光器由于其转换效率高、操作方便、免维护、尺寸紧凑等优点,被广泛应用于工业加工、医疗外科、多光子成像等领域。在激光器中补偿群速度色散是获得皮秒甚至飞秒脉冲的有效方法。通过利用光栅对与光谱滤波器,... 近年来,超快掺镱锁模光纤激光器由于其转换效率高、操作方便、免维护、尺寸紧凑等优点,被广泛应用于工业加工、医疗外科、多光子成像等领域。在激光器中补偿群速度色散是获得皮秒甚至飞秒脉冲的有效方法。通过利用光栅对与光谱滤波器,实现了对激光波长、腔内色散和光谱宽度的灵活调节。该激光器能输出稳定的锁模脉冲,对应的基本重复频率为19.41 MHz。在+0.012 7 ps^(2)色散时中心波长1 015~1 037 nm可调;在+0.007 ps^(2)色散时中心波长1 015~1 045 nm可调以及在-0.012 7 ps^(2)色散时中心波长1 020~1 046 nm可调。同时,当净腔色散从反常色散到近零色散变化时,光谱带宽可从1.40 nm调到19.38 nm,对应的压缩后脉冲宽度可从1.03 ps调至175.9 fs。该方案具备连续调整激光器状态的能力,有望用于高功率大能量飞秒激光前端,可以满足对激光器有多种谱宽及波长的应用需求。 展开更多

关键词 飞秒 掺镱激光器 光栅对 激光调谐

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变极性等离子弧焊技术发展及其在航天制造领域应用现状

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作者 蒋凡 张成钰 +3 位作者 徐斌 张国凯 闫朝阳 陈树君 《航天制造技术》 2024年第3期15-26,共12页

变极性等离子弧(VariablePolarityPlasmaArc,VPPA)焊是一种高效的铝合金和镁合金焊接方法,其主要优势在于等离子电弧具有高能量密度,可以在焊接时穿透熔池形成小孔,大幅度降低焊接变形和残余应力,提高焊接质量。了解熔池小孔行为、电弧... 变极性等离子弧(VariablePolarityPlasmaArc,VPPA)焊是一种高效的铝合金和镁合金焊接方法,其主要优势在于等离子电弧具有高能量密度,可以在焊接时穿透熔池形成小孔,大幅度降低焊接变形和残余应力,提高焊接质量。了解熔池小孔行为、电弧物理特性和控制方法对于优化和提高焊接过程的稳定性至关重要。本文综述了VPPA焊接技术发展的最新情况,对VPPA焊接过程信息的检测研究为深刻认识焊接稳定性机理提供了有力保障,尤其是利用X射线成像系统观测熔融金属流动的研究,对提升VPPA穿孔熔池物理本质的认识做出了重要贡献。此外,针对不同位置VPPA焊接的研究增加了这一焊接工艺的灵活性,由VPPA焊接衍生的多种拓展工艺拓宽了该焊接方法的适用范围。VPPA穿孔焊接技术以其焊接变形小、焊后无缺陷、单面焊接双面一次成形等优势,成为航空航天领域铝合金中厚板材焊接制造的优选工艺。 展开更多

关键词 变极性等离子弧焊 电弧物理 熔池检测 稳定性控制 复合焊接

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煤矿掘进巷道微震监测b值优化及煤岩识别预警 被引量：2

11

作者 赵东升 宋浩伟 +6 位作者 朱峰 赵伟 赵慧亮 程冠宇 胡宾鑫 马鑫楠 孙增荣 《现代矿业》 CAS 2024年第6期81-84,共4页

随着采掘工作面开采深度和强度的增加,煤矿井下微震事件与灾害风险在持续增高。结合漳村煤矿掘进巷道微震监测数据,对掘进面前方区域微震事件b值优化分析和信息识别分类,提出了基于最小二乘法的变分档根方算法,从“时、空、强”3个角度... 随着采掘工作面开采深度和强度的增加,煤矿井下微震事件与灾害风险在持续增高。结合漳村煤矿掘进巷道微震监测数据,对掘进面前方区域微震事件b值优化分析和信息识别分类,提出了基于最小二乘法的变分档根方算法,从“时、空、强”3个角度对断层区域进行了b值、震源的讨论分析,提高了b值准确性。为微震事件的分类识别提供了方法和思路,更好地利用微震数据指导矿方安全生产和防护。 展开更多

关键词 微震监测 b值优化 信息识别 监测预警

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面向矿山安全物联网的光纤传感器 被引量：21

12

作者 刘统玉 王纪强 +13 位作者 孟祥军 李伟 金光贤 胡杰 魏玉宾 王振平 胡宾鑫 宋广东 马俊鹏 王金玉 宋成祥 张婷婷 李艳芳 王风雪 《工矿自动化》 北大核心 2018年第3期1-7,共7页

针对矿山安全监测系统中传统电子传感器存在的精度低、可靠性差、维护工作量大、有监控盲区等问题,提出采用光纤传感器与无线传感器构建煤矿人、机、环多维度、多参数、大容量监测系统;介绍了光纤传感器在矿山安全监测系统中的应用优势... 针对矿山安全监测系统中传统电子传感器存在的精度低、可靠性差、维护工作量大、有监控盲区等问题,提出采用光纤传感器与无线传感器构建煤矿人、机、环多维度、多参数、大容量监测系统;介绍了光纤传感器在矿山安全监测系统中的应用优势,重点介绍了激光光谱分析气体传感器、光纤光栅物理量传感器、光纤分布式温度传感器等矿用传感器的工作原理;以煤矿安全监控系统中的激光甲烷传感器、矿山微震监测系统中的光纤加速度传感器及采空区火灾监测预警系统中的光纤分布式温度传感器为例,介绍了矿用光纤传感器在矿山安全物联网中的应用情况。 展开更多

关键词 矿山安全物联网 煤矿安全监测 瓦斯监测 微震监测 采空区火灾监测 激光甲烷传感器 光纤分布式测温

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分布式光纤入侵信号检测与识别 被引量：18

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作者 张永康 尚盈 +4 位作者 王晨 赵文安 李常 曹冰 王昌 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期16-33,共18页

分布式光纤声波传感(DAS)技术通过接收相干瑞利散射光的相位信息来探测声波或振动信号,具有灵敏度高、动态范围广等特性,可利用线性定量测量实现对信号的高保真还原。随着实际应用的需求不断提高,光纤入侵检测领域对事件的定位和识别提... 分布式光纤声波传感(DAS)技术通过接收相干瑞利散射光的相位信息来探测声波或振动信号,具有灵敏度高、动态范围广等特性,可利用线性定量测量实现对信号的高保真还原。随着实际应用的需求不断提高,光纤入侵检测领域对事件的定位和识别提出了更高的要求,表现为对入侵事件的准确分类,因此将分布式光纤声波传感技术与模式识别(PR)技术相结合是目前研究的热门,有利于推动分布式光纤传感技术的应用发展。本文总结了近年来在分布式光纤入侵检测的模式识别技术中所应用的特征提取和分类算法的研究进展,回顾了几种实现入侵事件信号识别的特征提取方法及其在不同应用场合面临的特征选择难点,同时对特定事件识别算法的优劣进行分析归纳。 展开更多

关键词 分布式声波传感 模式识别 特征提取 分类算法

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分布式光纤传感技术综述 被引量：25

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作者 尚盈 王昌 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期843-857,共15页

分布式光纤传感技术是光纤传感领域的重要组成部分,传感光纤集传感与传输于一体,可实现远距离、大范围的传感与组网;可连续感知光纤传输路径上每一点的温度、应变、振动等物理参量的空间分布和变化信息,单根光纤上能获得多达数万点的传... 分布式光纤传感技术是光纤传感领域的重要组成部分,传感光纤集传感与传输于一体,可实现远距离、大范围的传感与组网;可连续感知光纤传输路径上每一点的温度、应变、振动等物理参量的空间分布和变化信息,单根光纤上能获得多达数万点的传感信息。本文介绍了分布式光纤传感技术的国内外进展,重点阐述了基于瑞利后向散射和干涉式的分布式传感各自的技术优缺点。 展开更多

关键词 分布式光纤传感 应变 振动 瑞利 干涉

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基于改进支持向量机的微震初至波到时自动拾取方法 被引量：5

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作者 李铁牛 胡宾鑫 +7 位作者 李化坤 耿文成 郝鹏程 纪旭波 孙增荣 朱峰 张华 阳铖权 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第3期63-69,共7页

微震初至波到时拾取是实现微震震源高精度定位的重要前提。传统的人工拾取方法效率低,而自动拾取方法在低信噪比条件下难以准确拾取初至波到时。针对上述问题,提出了一种基于改进支持向量机(SVM)的微震初至波到时自动拾取方法。首先,对... 微震初至波到时拾取是实现微震震源高精度定位的重要前提。传统的人工拾取方法效率低,而自动拾取方法在低信噪比条件下难以准确拾取初至波到时。针对上述问题,提出了一种基于改进支持向量机(SVM)的微震初至波到时自动拾取方法。首先,对原始微震数据进行归一化处理、线性校正和适当裁剪,将微震数据的振幅、能量和相邻时刻的能量比作为特征对数据标记不同类别;然后采用粒子群优化(PSO)算法和网格搜索法优化SVM的惩罚参数和核函数参数,即先利用PSO算法对参数进行大范围的快速定位,得到初步最优解,再以该解为初始位置重新构建参数搜索区间,设置小步长的网格搜索法对参数进行精细搜寻,得到最优参数,并将该最优参数代入SVM模型进行训练,得到改进SVM模型;最后根据改进的SVM模型对微震数据进行分类识别,定义微震波第1个采样点对应的时刻为初至波到时。采用某矿井下微震监测数据进行实验,结果表明:该方法对微震初至波到时的拾取准确率达96.5%,平均拾取误差为3.8 ms,在低信噪比情况下仍可对微震初至波到时进行准确拾取,拾取精度高于自动拾取方法中常用的长短时窗能量比(STA/LTA)法。 展开更多

关键词 微震监测 微震初至波 初至波到时 支持向量机 网格搜索法 粒子群优化算法

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全光纤微型土壤水分含量传感器 被引量：2

16

作者 王佳敏 李振 王纪强 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期376-381,共6页

基于掺杂光纤光热转换效应和光纤光栅测温原理研发了一种全光纤微型土壤水分含量传感器。利用1 480 nm泵浦激光对埋设在土壤中的掺钴光纤加热,同时利用刻写在掺钴光纤上的布拉格光栅测定其温度变化,根据加热过程中温度特征值与含水率之... 基于掺杂光纤光热转换效应和光纤光栅测温原理研发了一种全光纤微型土壤水分含量传感器。利用1 480 nm泵浦激光对埋设在土壤中的掺钴光纤加热,同时利用刻写在掺钴光纤上的布拉格光栅测定其温度变化,根据加热过程中温度特征值与含水率之间存在的线性关系实现土壤水分含量的原位测量。为了验证该方法的可行性和传感器准确度,搭建了土壤水分含量测试平台并进行实验,实验表明温度特征值与土壤含水率之间存在线性关系;且研发的全光纤微型土壤水分含量传感器所测土壤含水率与烘干法有较好的一致性,最大误差-1.41%,明显优于电导率法。这种新型的土壤水分含量测量方法具有微型化、低功耗的特点。 展开更多

关键词 全光纤土壤水分含量传感器 光热转换 原位测量

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井中悬挂式分布式光纤传感系统干扰波分析及压制 被引量：1

17

作者 吕公河 牟风明 +2 位作者 刘小会 刘雪洁 尚盈 《石油物探》 CSCD 北大核心 2022年第1期85-92,111,共9页

井中分布式光纤声波传感(DAS)系统作为新一代井中地震观测装备,与传统的井中三分量数字采集系统相比,具有施工安全、高效,一次激发即可实现全井段观测的优点。DAS系统具有传、感一体的特点,因此在井中光缆悬挂观测时无法实现光缆的完全... 井中分布式光纤声波传感(DAS)系统作为新一代井中地震观测装备,与传统的井中三分量数字采集系统相比,具有施工安全、高效,一次激发即可实现全井段观测的优点。DAS系统具有传、感一体的特点,因此在井中光缆悬挂观测时无法实现光缆的完全推靠以及井口段光缆张力的有效减少,这导致地震资料采集时会产生较强的缆波和耦合干扰,从而影响地震资料的信噪比。从地震波的传播规律出发,分析了DAS井中观测干扰波的产生过程和特征,明确了DAS系统缆波干扰和“弹簧波”干扰是由波到达光缆时沿着光缆传播而形成。采用随机中值滤波技术压制缆波干扰以及模拟正反演法压制“弹簧波”干扰,提高了地震采集资料的信噪比。该方法在实际地震资料应用的结果表明:DAS干扰波的分析合理,噪声压制效果明显,去噪后的DAS数据能够获得较好的井中地震成像结果。 展开更多

关键词 分布式光纤 DAS 干扰波 压制 缆波干扰 “弹簧波”干扰

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冲击危险巷道围岩变形监测及防治效果检验 被引量：3

18

作者 朱峰 刘相楠 +4 位作者 胡宾鑫 付建伟 王公华 马刚 张慧民 《中国矿山工程》 2020年第2期46-50,共5页

为保证电缆设施的安全,测试了煤层冲击倾向性,为电缆巷道围岩冲击预测提供指导,在现场安装钻孔应力计和锚杆(索)测力计,对电缆巷道围岩变形和受力进行监测,及时对冲击危险区域进行防治。研究结果表明,工作面煤层具有弱冲击倾向,在采动... 为保证电缆设施的安全,测试了煤层冲击倾向性,为电缆巷道围岩冲击预测提供指导,在现场安装钻孔应力计和锚杆(索)测力计,对电缆巷道围岩变形和受力进行监测,及时对冲击危险区域进行防治。研究结果表明,工作面煤层具有弱冲击倾向,在采动影响下,电缆巷道超前影响范围为50~60m,为电缆巷道超前预防提供安全距离。采用卸压钻孔措施对冲击危险区域进行解危,电磁辐射监测效果良好。研究成果保证了工作面回采过程中电缆巷道的完整性,确保了电缆的正常工作,为类似条件电缆防护提供指导价值。 展开更多

关键词 冲击倾向性 围岩变形监测 钻孔卸压 电磁辐射

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基于光纤微震传感的煤矿防越界开采监测系统 被引量：1

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作者 郭书全 胡宾鑫 +4 位作者 张永利 全霓 朱峰 张华 宋广东 《陕西煤炭》 2021年第3期16-21,共6页

为了实时在线监测煤矿井下越界开采活动,减少煤炭资源流失和安全隐患,针对煤矿井下易燃易爆环境、电磁干扰严重、密闭区域供电受限的实际特点,利用光纤传感技术,建立了基于光纤微震传感网络的煤矿防越界开采监测系统,对光纤微震传感器... 为了实时在线监测煤矿井下越界开采活动,减少煤炭资源流失和安全隐患,针对煤矿井下易燃易爆环境、电磁干扰严重、密闭区域供电受限的实际特点,利用光纤传感技术,建立了基于光纤微震传感网络的煤矿防越界开采监测系统,对光纤微震传感器、光纤微震解调系统、网格搜索震源定位算法等进行了重点研究。测试结果表明,系统频率范围为1~200 Hz,动态范围达到80 dB,在300 m监测范围内,平面平均定位误差小于15 m,可满足煤矿井下开采活动微震监测需求。在柠条塔煤矿的示范应用表明,系统可实现对煤矿井下开采活动微震事件的精确定位,确定出每次震动的发生类型,并准确判断是否有越界开采情况发生,为煤矿防越界开采监测提供一种有效技术手段。 展开更多

关键词 越界开采 微震监测 光纤传感 震源定位 频谱分析

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