检索结果-内蒙古大学图书馆

地球物理学报 2025年第3期68卷 1174-1185页

作者：林小雪韦萌常天琦林婷婷吉林大学仪器科学与电气工程学院长春130026 地球信息探测仪器教育部重点实验室长春130026

磁共振测深技术具备定性、定量获取地下水分布信息以及针对性强等优势,被广泛应用于野外水资源勘察以及工程性危害水源预警等领域.近年来,随着城市地下空间的逐渐开发和利用,城市地下水的探测需求越来越迫切.基于传统磁性源的地面磁共... 详细信息

磁共振测深技术具备定性、定量获取地下水分布信息以及针对性强等优势,被广泛应用于野外水资源勘察以及工程性危害水源预警等领域.近年来,随着城市地下空间的逐渐开发和利用,城市地下水的探测需求越来越迫切.基于传统磁性源的地面磁共振地下水探测方法已趋于成熟,但由于其存在磁性回路覆盖面积大、响应信号振幅低等问题而无法在高噪声的城市环境中开展应用.针对以上问题,本文提出利用双电性源代替传统大规模磁性源回路,以解决环境适应性问题;推导空间磁场表达式,构建核函数,获取强振幅正演响应,以解决信号幅值低的问题;建立反向脉冲和同向脉冲双电性源激发模型,以讨论最佳双源装置;设置不同收发距和百米级深水案例,以探索收发参数对城市深水场景的探测潜力.经深入分析得知,同向脉冲双电性源装置能够获取远超于反向脉冲双电性源、单电性源以及传统磁性源的磁场覆盖距离、灵敏度核函数辐射深度以及深水信号感应强度.结果证明,本文所提出的双电性源磁共振探测方法具有地形适应性好、探测灵敏度高以及激发深度大等绝对优势,能够极大地拓宽磁场覆盖范围,从方法上突破传统磁性源探测弊端,具备纵深聚焦揭示深部异常体的能力.本文的研究结论为打破传统磁共振探测的瓶颈深度、以及推进城市环境下的磁共振地下水探测进程提供了理论基础.

关键词：电性源磁共振双源信号增强

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智能公寓新型无线电能路由器的能量传输与电能质量控制方法

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电力科学与技术学报 2025年第1期40卷 211-220页

作者：周杰庞营王雷徐文郑涛涛李游夏晨阳安徽铜冠铜箔集团股份有限公司安徽合肥230000 吉林大学地球信息探测仪器教育部重点实验室吉林长春130000 吉林大学仪器科学与电气工程学院吉林长春130000 湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 国网湖南省电力有限公司超高压变电公司湖南长沙410004 中国矿业大学电气工程学院江苏徐州221116

随着电动汽车、光伏发电等越来越多的新型电网交互型设备接入楼宇,以往的楼宇变电站难以处理复杂的能量流动,导致能量传递效率降低、接口复杂化和电能质量变差的现象。为此,提出一种无线电能路由器与电能质量控制方法。首先,为设计高效... 详细信息

随着电动汽车、光伏发电等越来越多的新型电网交互型设备接入楼宇,以往的楼宇变电站难以处理复杂的能量流动,导致能量传递效率降低、接口复杂化和电能质量变差的现象。为此,提出一种无线电能路由器与电能质量控制方法。首先,为设计高效的能量流动控制方法,提出无线电能路由器构成的等效模型;其次,为了在所有负载、电能质量情况中保持高效的能量流动,对不同负载、电能质量情况进行分类并给出相应的控制参考量;随后,基于所有分类的控制参考量,设计对不同负载、电能质量情况下的功率控制方法;最后,为验证所提结构和控制方法的可行性,设计相对应情况的仿真案例。所提无线电能路由器可以为楼宇提供一种统一接入电网交互型设备的解决方案,具有重要的工程意义。

关键词：无线电能传输电能质量补偿电能路由器变流器控制

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分段光滑曲线边界波动方程数值模拟研究

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地球物理学报 2014年第4期57卷 1199-1208页

作者：王忠仁刘瑞赵博雄吉林大学仪器科学与电气工程学院地球信息探测仪器教育部重点实验室长春130026

矩形网格有限差分法在地震波传播数值模拟方面具有计算速度快的显著优势,但该方法在处理复杂边界问题上存在着效率低的严重缺陷.本文针对分段光滑曲线边界定义了尖点处的一种正则导数,给出了矩形网格情形分段光滑曲线网格边界点法向导... 详细信息

矩形网格有限差分法在地震波传播数值模拟方面具有计算速度快的显著优势,但该方法在处理复杂边界问题上存在着效率低的严重缺陷.本文针对分段光滑曲线边界定义了尖点处的一种正则导数,给出了矩形网格情形分段光滑曲线网格边界点法向导数的一种插值计算方法.采用矩形网格有限差分法对复杂边界地球介质模型进行地震波场数值模拟,并采用波场系列快照技术揭示地震波在起伏地表和复杂介质中的传播规律.模拟结果表明:法向导数插值计算方法为矩形网格有限差分法处理复杂边界提供了有效途径,采用波场系列快照技术可以清晰地展现地震波在反射界面的反射和透射规律、在尖点的绕射规律以及在自由表面的直达波和多次反射规律.

关键词：数值模拟起伏地表复杂地质体有限差分法分段光滑曲线边界

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利用分段时频峰值滤波法抑制磁共振全波信号随机噪声

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地球物理学报 2018年第9期61卷 3812-3824页

作者：林婷婷张扬杨莹杨玉晶滕飞万玲吉林大学仪器科学与电气工程学院/地球信息探测仪器教育部重点实验室长春130026

磁共振信号极其微弱,容易受到周围环境中各种电磁噪声干扰.其中随机噪声,由于频带宽、不规则、无规律、与有效信号混叠,难以抑制.近年来,采用数量级为104~105 Hz采样频率收录的全波磁共振信号,以其携带丰富全面的信息量,为数据处理及解... 详细信息

磁共振信号极其微弱,容易受到周围环境中各种电磁噪声干扰.其中随机噪声,由于频带宽、不规则、无规律、与有效信号混叠,难以抑制.近年来,采用数量级为104~105 Hz采样频率收录的全波磁共振信号,以其携带丰富全面的信息量,为数据处理及解释提供了更多的潜能.然而,只要随机噪声的幅度大于信号幅度,拟合得到的信号特征参数准确度就会降低.目前普遍采用的数据叠加方法仅能抑制部分随机噪声,且需要多次采集信号,探测效率低.本文针对全波磁共振信号采样点数多和信号非线性强的特点,提出采用分段时频峰值滤波(STFPF)法消噪,将全波磁共振信号分成若干段,编码为解析信号的瞬时频率,采用短窗长PWVD计算解析信号的时频分布,利用时频分布沿瞬时频率集中的特性,通过提取时频分布的峰值获得信号的无偏估计,达到抑制全波磁共振信号随机噪声的目的.为了验证消噪效果,与传统叠加法进行对比分析,仿真结果表明,对于单次采集信号,信噪比低至-5dB时,STFPF方法依然能有效抑制信号中的随机噪声,消除随机噪声后信噪比提高23.19dB,信号的初始振幅拟合误差为3.03%,平均横向弛豫时间拟合误差为2.7%,消噪效果优于传统叠加法,且由于无需多次采集磁共振信号,可有效提高探测效率.模型数据的反演解释进一步验证了STFPF方法的有效性,本文研究结果为实际数据处理奠定了良好的基础.

关键词：磁共振测深全波信号时频分析随机噪声水文地球物理

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地面磁共振测深分布式探测方法与关键技术

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地球物理学报 2013年第11期56卷 3651-3662页

作者：林婷婷蒋川东齐鑫史文龙段清明林君吉林大学地球信息探测仪器教育部重点实验室/仪器科学与电气工程学院长春130026

地面核磁共振方法(MRS)因具有对地下水探测定性、定量的特点而备受地球物理工作者关注.传统研究中,人们局限于一维探测方法,假设层状含水构造,导致复杂地质环境下难以确定井位、不均匀含水层小水体难以分辨的反演解释瓶颈.针对现有测量... 详细信息

地面核磁共振方法(MRS)因具有对地下水探测定性、定量的特点而备受地球物理工作者关注.传统研究中,人们局限于一维探测方法,假设层状含水构造,导致复杂地质环境下难以确定井位、不均匀含水层小水体难以分辨的反演解释瓶颈.针对现有测量中的不足,本文提出了MRS二维分布式探测模式,依据激发场不均匀特性,定义了实际测量中的测线方位角α,推导了分布式接收线圈MRS响应核函数表达式,实现了二维正演计算,探索了α角与探测灵敏度之间的关系.在此基础上,首次将Occam方法用于MRS二维反演解释中,实现了磁共振断层成像MRT(magnetic resonance tomography).模型试算中,根据含水层位置以及环境噪声变化的磁共振响应,客观评价了分布式MRS探测适用范围.理论先行可推动仪器完善,本文通过分布式接收单元设计、接收线圈数量和匝数增加与调整、放大器参数自适应设置与矫正,成功研制了地面分布式磁共振探测系统,并进行了野外验证.本文的研究成果将为基岩裂隙水定位、堤坝渗漏灾害水源评价,喀斯特溶洞含水构造精确探测提供有力的科学支撑.

关键词：磁共振测深剖面角度分布式测量 Occam反演

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基于谐波建模和自相关的磁共振信号消噪与提取方法研究

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地球物理学报 2018年第2期61卷 767-780页

作者：田宝凤朱慧易晓峰杜官峰蒋川东吉林大学仪器科学与电气工程学院/地球信息探测仪器教育部重点实验室长春130026

磁共振探测技术(Magnetic Resonance Sounding,MRS)以其无损、定量、直接等优势,被广泛应用于地下水调查、水文环境评价以及灾害水源预警等领域.在实际应用中,强工频谐波和随机噪声等严重影响MRS信号的质量,导致后续水文参数解释不准确... 详细信息

磁共振探测技术(Magnetic Resonance Sounding,MRS)以其无损、定量、直接等优势,被广泛应用于地下水调查、水文环境评价以及灾害水源预警等领域.在实际应用中,强工频谐波和随机噪声等严重影响MRS信号的质量,导致后续水文参数解释不准确.针对这一问题,提出谐波建模和自相关相结合的方法进行消噪以及信号特征参数提取.首先构建工频谐波模型,针对建模算法严重依赖工频基频精度的问题,采用自适应扫描方式搜索方案,大幅提高搜索准确度和速度;其次推导了MRS信号自相关表达式,提出了自相关参数提取的非线性拟合方法.仿真数据结果表明,建模消噪方法有效消除了工频谐波,信噪比平均提升了17.03dB;自相关处理后,信噪比进一步提升了16.10dB,初始振幅和弛豫时间参数提取结果的准确度比处理前分别提高了3.8倍和2.8倍.通过不同信噪比和弛豫时间的重复实验,得到当噪声水平小于200nV和弛豫时间大于200ms时,自相关参数提取具有较高的稳定性.最后,通过野外实测数据处理实验,进一步验证了联合消噪和参数提取方法的有效性.

关键词：磁共振谐波建模自相关消噪参数提取

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油田压裂井地电法双参数联合监测技术与仪器研究

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地球物理学报 2013年第11期56卷 3663-3672页

作者：朱凯光贾正森王言章李振峰邱春玲李亭亭王佳李雪涛林君吉林大学地球信息探测仪器教育部重点实验室/仪器科学与电气工程学院长春130026

目前世界上水力压裂技术是老油田增产和低渗透油气田开发所应用最为广泛、最为有效的技术措施,油气储层裂缝分布规律监测对于油田勘探开发具有重要意义.本文利用压裂液在地层中的低阻特性与极化特性,基于井地电阻率法与激发极化法联合,... 详细信息

目前世界上水力压裂技术是老油田增产和低渗透油气田开发所应用最为广泛、最为有效的技术措施,油气储层裂缝分布规律监测对于油田勘探开发具有重要意义.本文利用压裂液在地层中的低阻特性与极化特性,基于井地电阻率法与激发极化法联合,根据位场理论镜像原理,采用三维有限差分,计算了多种压裂模型的地表传导电位与极化电位;通过非等权值的数据融合算法,计算了地表双参数异常,仿真数据的研究结果表明,双参数融合技术在异常提取方面具有明显优势.在此基础上,基于双波大功率联合发射技术、时分复用低噪声接收技术,研制了井地电法双参数联合监测仪器系统,共模抑制比达110dB,有效地提取了微弱异常信号.通过陕西省富县华北局油田的压裂野外联合监测试验,表明了井地电法双参数联合监测仪器系统在水力压裂裂缝监测中具有较好的监测效果和较高的分辨率,解决了在低电阻率储层压裂或深井压裂情况下监测困难以及单一方法的监测结果多解性等问题,实现对油田水力压裂裂缝的实时监测.

关键词：油田压裂电阻率极化率双参数数据融合联合监测

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航空电磁数据主成分滤波重构的噪声去除方法

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地球物理学报 2015年第8期58卷 2803-2811页

作者：王凌群李冰冰林君谢宾王琦程宇奇朱凯光地球信息探测仪器教育部重点实验室吉林大学仪器科学与电气工程学院长春130026

主成分分析方法利用低阶主成分重构航空电磁数据,解决了航空电磁探测中噪声与数据在频谱重叠情况下的噪声压制问题,但是参与重构的低阶主成分仍包含高频空间噪声,影响数据成像精度.本文提出的主成分滤波重构去噪方法,根据自适应窗宽平... 详细信息

主成分分析方法利用低阶主成分重构航空电磁数据,解决了航空电磁探测中噪声与数据在频谱重叠情况下的噪声压制问题,但是参与重构的低阶主成分仍包含高频空间噪声,影响数据成像精度.本文提出的主成分滤波重构去噪方法,根据自适应窗宽平滑算法,设计了主成分低通滤波器组,对参与重构的低阶主成分进行测线滤波,再将滤波后的低阶主成分重构为电磁信号,不仅可以去除低阶主成分中的高频空间噪声,而且去除了高阶主成分包含的不相关噪声.仿真数据的去噪结果表明,主成分滤波重构获得较高的信噪比,较常规测线滤波与主成分重构分别提高了10.96dB和2.52dB;电导率深度成像结果证明了主成分滤波重构方法能够提高地下深部异常体的识别能力.最后通过实测数据的成像结果进一步验证了本文研究的主成分滤波重构去噪方法的有效性.

关键词：时间域航空电磁主成分滤波重构自适应窗宽空间噪声

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电性源时域地空电磁数据小波去噪方法研究

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地球物理学报 2013年第9期56卷 3145-3152页

作者：李肃义林君阳贵红田培培王远于生宝嵇艳鞠地球信息探测仪器教育部重点实验室吉林大学仪器科学与电气工程学院长春130061

基于飞艇的时间域地空电磁探测系统,具有勘探深度大、效率高、空间分辨率高、飞行控制容易等优势.但在低空飞行测量过程中,飞艇飞行高度、航迹、姿态等受风向、大气气流、地形、地面局部温度场变化等影响而发生变化,导致固定在艇囊前端... 详细信息

基于飞艇的时间域地空电磁探测系统,具有勘探深度大、效率高、空间分辨率高、飞行控制容易等优势.但在低空飞行测量过程中,飞艇飞行高度、航迹、姿态等受风向、大气气流、地形、地面局部温度场变化等影响而发生变化,导致固定在艇囊前端的接收线圈发生运动,切割大地磁场,产生了电磁噪声、运动噪声、基线漂移等,从而影响电磁数据的电阻率成像质量.因此,研究地空电磁信号中多种噪声的去除方法,对数据的反演解释非常重要.由于地空电磁信号中有效信号频带与部分噪声频带相重叠,使用传统滤波或消噪方法具有一定局限性.因此,本文提出一种综合小波去噪法:根据地空电磁信号的特点,采用sym8小波基;基于小波多分辨率分析原理,利用小波高尺度近似分量估计基线漂移,以校正电磁数据中的基线;基于小波阈值收缩原理,采用5层小波分解、极小极大阈值配合硬收缩函数的消噪方法,来压制数据中的其余噪声.最后,通过异常环模型的理论响应和实测数据进行算法的验证,结果表明这种综合消噪法对多种噪声均有很好的抑制作用,是一种实用有效的时间域地空电磁数据消噪方法.

关键词：地空电磁系统电性源小波去噪运动噪声基线漂移

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分层多指数磁共振弛豫信号反演方法研究

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地球物理学报 2013年第8期56卷 2849-2861页

作者：林婷婷慧芳蒋川东林君吉林大学地球信息探测仪器教育部重点实验室/仪器科学与电气工程学院长春130021

磁共振测深技术传统反演方法包括平滑反演和分块反演,通过分别获取初始振幅和平均弛豫时间构建地层含水量及有效孔隙度.然而,这些方法局限于单指数拟合方式,损失了大部分有效采集信息,受限于多孔地质环境解释,并在某些情况下无法刻画含... 详细信息

磁共振测深技术传统反演方法包括平滑反演和分块反演,通过分别获取初始振幅和平均弛豫时间构建地层含水量及有效孔隙度.然而,这些方法局限于单指数拟合方式,损失了大部分有效采集信息,受限于多孔地质环境解释,并在某些情况下无法刻画含水层清晰分界面.针对上述问题,本文建立了基于MRS全数据的多指数反演方法,依据全部采集时间下的有效信息,通过弛豫时间e指数分解,推导出新的磁共振正演核函数,结合泛函极小值方程,直接反演建立含水量,弛豫时间及地层深度三个重要参数关系,适用于复杂地质环境解释.为得到快速稳定的反演结果和更清晰的含水层分界面,本文借鉴分块反演思想,进一步构建了新的反演目标函数,利用基于不等式约束的空间信赖域算法进行优化,最终实现了一种基于分层反演与多指数结合的磁共振弛豫信号反演方法.模型数据以及实测算例表明该方法的效果和优势,并具备较高的计算效率,本研究为地面磁共振反演提供了一种新的思路与方法.

关键词：磁共振测深弛豫数据多指数拟合分层反演

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