采用模型测试区域磁异常信号的影响

井工地下采空区,是一种常见现象。采用超导量子干涉磁力仪,利用COMSOL Multiphysics软件模型,针对不同尺寸的采空区,获得了用模型模拟的采空区磁场数据和不同尺寸采空区的磁场图。在此基础研究了采空区大小对区域磁场信号的影响,为采空区的位置、大小判断工作提供一定的借鉴。     

基于采空区深度变化磁梯度测量磁场信息的仿真

利用超导量子干涉磁力仪,针对矿山采空区磁法探测。根据基本的磁场环境建立数学模型并进行仿真计算,预测在发现采空区上磁梯度测量相对于总磁场强度和分量测量具有探测深度上的优势。总结了以采空区的深度作为变量进行仿真计算的过程,验证了梯度测量的计算结果在1 000 m的深度拥有更好的辨识度,能够反映磁异常信息作为实际探测的应用。     

SQUID地磁仪获取地下信息的方法研究及应用

采空区的探测对于保障矿区作业安全有重要作用。以SQUID磁梯度仪为基础,使用计算机实现模拟测试场地的仿真测试,并对模拟场地区域的地下磁异常进行磁梯度探测,使用反演算法获得磁异常源的方位、几何轮廓和距离,同时较好地排除了该场地其他磁异常源的干扰,以此验证了SQUID磁梯度仪用于地下磁信息探测的可行性。对SQUID磁梯度仪应用于矿区采空区的探测有指导意义。     

磁探潜关键技术现状及发展趋势

基于潜艇空间磁场的磁探潜技术是各介质中探测潜艇的重要技术手段,其探测能力主要与磁探测系统的灵敏度及噪声抑制能力有关.灵敏度由磁探仪本身决定,噪声抑制能力与磁探仪运用方式及信号处理技术有关.对磁探仪技术、磁探仪运用方式及磁探测信号处理等关键技术的现状进行了总结,对其发展趋势进行了研究分析,并针对突破传统磁探测技术的探测新...     

钻杆加厚过渡带漏磁检测方法研究

通过磁折射理论及相应的有限元模型分析了加厚过渡区的磁场分布特性,主要包括由于内外径变化产生的空间磁场和由于壁厚变化产生的磁感应强度的非均匀性;找到并确认了变径产生的空间磁场是造成漏磁检测信号基线漂移的主要原因,并通过差分法进行了消除;同时,也发现了变壁厚区磁化的非均匀性会导致同当量缺陷的漏磁场信号不一致,通过分析壁厚及磁化强度对漏磁场的影响,提出深度饱和磁化方法.结果表明:该方法能有效消除钻杆过渡带区域的背景磁场干扰并保证信号一致性,使漏磁法能适用于钻杆加厚过渡带的检测.     

磁记忆信号的量化描述

采用描述材料内部磁化强度的改进的J-A理论用于分析磁记忆现象,然而磁记忆信号反映材料的表面磁场,建立这两者之间的关系。首先,设计拉伸疲劳实验研究损伤区域的磁记忆信号分布及变化特征;然后,根据实验结果建立磁偶极子模型描述材料表面散射磁场;之后,通过改进的J-A理论建立散射磁场与材料内部磁化参量M0的关系,量化描述磁记忆信号。研究结果表明:条形损伤集中区域成为内部磁源,向外散射磁场;试件外某点的散射磁场由损伤集中区域的磁荷密度和尺寸、裂纹的磁荷密度、裂纹的尺寸和位置,以及该点所处的位置确定,并随磁荷密度及裂纹尺寸变化;损伤集中区域的磁荷密度与M0呈线性关系,裂纹的磁荷密度与M0呈线性关系、并与裂纹尺寸有关;磁偶极子模型描述的试件表面磁场的分布及分布变化特征符合实验测量结果,并可根据改进的J-A模型推得疲劳过程中磁记忆信号与应力、材料损伤情况、裂纹影响因子之间的量化关系式。     

探测地下管线接口的频率域电磁法研究

根据频率域中感应法探测金属管线的二次磁场分布,分析了感应电流形成机理和传输特征,讨论了由管线深度变化引起的异常规律.研究结果表明,频率域电磁法探测地下金属管线时,由于信号受金属管线内部电流线场的影响,管线接口的非金属介质将导致观测信号衰减.针对这种信号衰减在探测结果中易与管线变深处异常特征混淆的问题,提出了运用比值参数对两种异常有效地加以区分的方法.     

内部磁场梯度对火山岩核磁共振特性的影响及其探测方法

在常规岩心测量和核磁共振(NMR)试验的基础上,分析顺磁性矿物对火山岩NMR测量的影响,并对部分样品进行2D NMR测量,探测到基于内部磁场梯度-横向弛豫时间的信号分布、视内部磁场梯度分布和视T2弛豫时间谱.结果表明:顺磁性矿物会在火山岩样品中产生很强的内部磁场;在磁旋动力和分子扩散的作用下,NMR测得的信号信噪比很低,计算到的孔隙度偏低,对于磁铁矿、黄铁矿含量较多的岩心差别最大;用T2-G 2D NMR方法可探测这种内部磁场梯度的分布,并用于流体的扩散分析.     

基于磁纳米测温的弱磁信号检测系统

肿瘤热疗是一种癌症治疗的新型手段,近年来,利用磁纳米粒子进行温度测量成为研究热点,利用其磁化信号可实现非侵入式温度测量.本系统由磁场探测装置、信号放大电路、数据采集系统和软件处理系统等4部分构成.首先,在研究分析的基础上,选用感应线圈式磁场探测装置,并在此基础上构建了等效电路模型,同时辅以差分线圈以剔除激励磁场信号的影响;其次通过对信号放大电路的仿真结果分析,发现采用级联的方式可以降低总噪声;然后用数据采集卡采集放大后的信号并通过数字相敏检波算法提取幅值;最后通过在Lab VIEW平台开发的软件从软件层面进一步消除激励信号的影响,通过对实验数据的分析,很好的证明了系统的可靠性.     

考虑端部效应的钢筋锈蚀自发漏磁检测试验与仿真

自发漏磁检测技术可以对钢筋锈蚀缺陷进行诊断,但是当锈蚀区域距离钢筋端部较接近时,该区域漏磁信号会受到端部退磁场信号的影响.针对端部效应较明显的钢筋进行加速锈蚀试验,采集钢筋空间自发漏磁信号,通过试验和COMSOL仿真分析,提出了基于切向磁感应强度梯度峰值间距的钢筋锈蚀宽度判别方法,构建了考虑端部效应的钢筋锈蚀度评价指标...     

探测地下管线接口的频率域电磁法研究

根据频率域中感应法探测金属管线的二次磁场分布，分析了感应电流形成机理和传输特征，讨论了由管线深度变化引起的异常规律。研究结果表明，频率域电磁法探测地下金属管线时，由于信号受金属管线内部电流线场的影响，管线接口的非金属介质将导致观测信号衰减。针对这种信号衰减在探测结果中易与管线变深处异常特征混淆的问题，提出了运用比值参数对两种异常有效地加以区分的方法。     

采空区充填物探地雷达识别技术研究及应用

设计了一个由混凝土、矿粉和尾砂等材料制成的带空洞的实验模型.在模型的预留空洞中,分别充填水、砂、泥和空气进行了模拟实验,研究不同充填介质在探地雷达探测图像中表现出的特征及差异,进而辨别不同充填介质.论述了采空区探地雷达探测原理与方法,并通过在甘肃厂坝铅锌矿进行现场试验,分析、识别了采空区内充填物类型及状态.实践表明,应用探地雷达技术,可以高效、准确地探测采空区及其充填情况.     

典型受载铁磁构件的数值模拟和磁特性

研究了铁磁构件在受载状态下表面产生漏磁的磁记忆现象,对含小孔平板进行了有限元分析,实测了受拉伸载荷时的漏磁场值.结果表明,应力集中对构件的磁特性有显著影响,在应力引起的小范围塑性变形区域存在有效的磁记忆信号,采用磁记忆方法对设备承载铁磁构件由应力集中造成的早期损伤进行检测是可行的.     

零磁室内环境磁场噪声的测定

本文用国产超导量子干涉仪,即SQUID,对国家地震局地球物理所建造的零磁空间实验室(零磁室)内的环境磁场噪声进行了探测.室内磁场噪声约为(Hz)~(1/(0.89×10~(-12)T/).该结果表明:这样的零磁室可用来测量人体器官组织的弱磁信号,也是进行生物磁医学、高温超导材料学以及地震学等研究的理想测试环境。     

基于非晶丝GMI效应的微磁探测器

非晶丝具有优良的软磁和近零磁滞特性,为设计出灵敏度高、输出线性范围宽的微磁探测器,通过分析非晶丝巨磁阻抗(Giant Magneto Impedance,GMI)效应影响因素和存在的问题,设计了特殊结构的磁敏感元件,解决了带负反馈电路传感器电路复杂和双线圈绕制困难的问题。同时设计了高频脉冲电流发生器、信号预处理电路和数字信号处理模块,共同构成微磁探测器。对传感器和探测器分别进行了实验。结果证明:该传感器在±3Oe磁场范围内具有良好的线性,传感器磁场灵敏度可达65mV/Oe,并具有良好的温度稳定性;探测器的磁场分辨率为50μOe,能够灵敏探测微小铁磁物体。     

电容型磁阻抗效应的退磁因子影响研究

研究了室温下磁致伸缩材料的退磁因子对磁电复合振子磁阻抗效应的影响.设计了长方体和四方体两种磁致伸缩板与相同压电板构成磁电复合振子,在磁电复合振子谐振和反谐振频率下,研究了退磁因子对其磁阻抗、磁电容、磁电感的影响.在谐振频率下,磁电复合振子的阻抗、电容、电感随磁场的变化趋势基本相似,但磁致伸缩为长方体时,磁电复合振子的阻抗、电容、电感达到饱和所需磁场明显小于磁致伸缩为四方体的复合振子达到饱和所需磁场.在反谐振频率下,退磁因子对阻抗和电感随磁场变化的影响与谐振频率基本相同,但退磁因子对磁电容的影响行为明显不同,四方体的磁电复合振子电容在H=1 600 Oe和H=1 700 Oe之间出现震荡,磁电容高达44 000%,而长方体复合振子没有振荡现象.从磁学的观点,理论分析了退磁因子对磁电复合振子磁阻抗效应的影响,该研究为磁场传感器在低磁场探测方面提供了实验及理论基础.     

高密度硬盘介质基本磁特性参数高精度测量

分析了影响VSM精确测量高密度硬盘介质磁基本特性参数的几个因素——仪器定标、检测线圈安装位置、锁相放大的时间常数、外加磁场的扫描周期、盘基衬底噪声和退磁场等，在综合考虑并消除诸因素的影响后，使自制高密度硬盘盘片介质的磁基本特性参数获得了较高精度，通过本VSM测试系统，得到磁记录介质的平滑磁滞回线，通过多次测量，由磁滞回线计算的磁基本特性参数相对误差小于1％．     

水下目标工频磁场扰动信号检测方法研究

为了解决水下目标磁场近程化探测中磁信号衰减快、干扰强及扰动特征不明确、无法有效探测信号等问题,提出了一种基于混合神经网络与注意力机制(Att-CNN-GRU)的工频磁场水下目标时间序列扰动信号检测方法。将CNN,GRU神经网络与Attention机制相结合拟合信号,构建分类神经网络,对目标信号进行分类识别,同时与未引入注意力机制的CNN-LSTM模型及单一CNN和LSTM网络模型的预测及检测性能进行比较。结果表明,相较于传统方法,信号拟合效果将误差分别减小了36.24%,14.44%和4.878%,目标检测准确率达到83.3%。因此,加入Attention机制的CNN-GRU模型检测性能比CNN,LSTM和CNN-GRU模型更优异,作为辅助手段,能有效解决工频磁场探测中扰动信号微弱、扰动规律不明确、背景噪声多等问题,实现对水下目标造成的工频磁场扰动信号的拟合与检测。     

采空区瓦斯浓度分布规律研究

通过对采空区顶板覆岩活动及空隙介质特征分析,采用现场束管监测的方法来测定采空区瓦斯浓度分布。根据现场观测结果进行了采空区瓦斯浓度分布状态分区,得出采空区后方0~6 m范围内的瓦斯稀释的区域;6~10 m范围内的瓦斯聚集区域;10 m以外的范围是瓦斯稳定区域,并根据这个理论,本文主要分析了采空区后方的岩层活动和瓦斯浓度分布的关系,得出造成采空区瓦斯浓度分布不同的根本原因。     

弱磁场激励下基于阵列磁传感器的缺陷检测方法

研究在弱磁场激励条件下,铁磁性材料试件16MnR在动载荷拉伸实验中的损伤检测问题。 基于巨磁阻芯片设计了新型阵列磁传感器,搭建了铁磁构件磁信号检测系统;对不同载荷循环阶段的试件表面磁信号进行了拾取,并利用小波变换有效地抑制了噪声干扰。 最后,对降噪后的磁信号进行C扫描成像,实现了弱磁场激励下试件损伤发展过程的磁信号成像显示。 该结果可为铁磁性试件疲劳损伤的在位检测提供一种新型检测方法。