全光纤微震监测系统信号处理与阵列复用技术的研究
发布时间:2021-02-17 02:42
煤炭工业是我国最主要的能源和基础产业之一,在中国经济社会发展中占据极重要的地位。煤矿安全是煤炭工业持续稳定发展的重要前提。目前,我国煤矿安全事故频发,造成了重大的经济损失、人员伤亡及消极的社会影响。近年来,随着电子技术和设备的突破性进展,特别是计算机数据处理能力的提升,使得微震监测技术得到了飞速的发展。微震监测技术即是通过监测煤岩的微破裂现象实现对煤矿井下灾害的监测和预警。目前国内外大多数微震监测系统的前端传感器为电学的加速度传感器。在井下有瓦斯的环境中使用电学的加速度传感器存在着严重的安全隐患。因此,基于全光纤加速度传感技术,研发本质安全型的光纤微震监测仪对煤与瓦斯突出矿井安全监测预警有重要意义。本论文研究了适合全光纤微震监测系统的相位生成载波(PGC)调制技术及降噪技术,开展了1X4时分复用实验,验证时分复用的可行性,并在中铁集团引汉济渭四号隧道进行现场试验,对取得的数据进行时空强三个方面的分析处理。具体成果如下:1.设计了基于LabVIEW的PGC数字解调系统,使用载波信号源的参考时钟,解决了数据采集卡采集信号时产生的相位漂移问题,并针对PGC解调的载波相位延迟,采用提取单倍频信...
【文章来源】:安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】:70 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
图2.2?PGC-DCM算法原理框图??
理以及显示。目前在虚拟仪器这一领域内,使用较为广泛的计算机语言是美国??NI公司的推出LabVIEW。LabVIEW是图形化的语言,功能强大且灵活,可以方便??快捷的帮助用户建立所需要的虚拟仪器丨43][44]。图2.3即是NI公司的PXI数据??采集系统。??I?I??[p-i?一????二^?!??—"I?一-一丨?i梦?A?_??图2.3?PXI数据釆集系统??11??
??如图2.4所示,光源经迈克尔逊干涉仪输出的干涉信号经过光电探测器以及??预处理电路转换成电压信号并进行放大,再经过AD转换被数据采集卡采集后送??入计算机进行PGC算法解调。????延迟光纤Ai??激光器?\????号爵??'信号发?l?(?3dB稱合^A/:??、生器J?PD??l?>?据????采——>?计算机????集????10MHz时钟?t??图2.4?PGC解调系统结构示意图??基于虚拟仪器软件LabVIEW的功能搭建了如图2.4的PGC解调系统结构,PGC??解调的载波信号由函数信号发生器产生,同时利用数据采集卡对光电信号进行数??据采样,依据PGC解调原理以及LabVIEW的数据分析和处理能力,设计了如图??2.5所示的数字化PGC解调程序。与传统的PGC解调系统相比较,基于LabVIEW??的PGC解调系统不需要构建PGC解调需要用的各种硬件,如乘法器、滤波器、??微分、积分电路全部可以省略,所实现的功能全部由LabVIEW程序替换,由计??算机系统来进行处理。??935(dX/dt)2l??M?ra?HI ̄?fel??-—fa?
【参考文献】:
期刊论文
[1]能量震级及其测定[J]. 袁乃荣,刘瑞丰,李赞,孔韩东. 地震地磁观测与研究. 2018(05)
[2]引汉济渭秦岭输水隧洞4#支洞微震监测系统及工程应用[J]. 黄志平,阎石,刘福生,唐烈先,李立民,王斌. 水利水电技术. 2018(09)
[3]引汉济渭秦岭特长输水隧洞[J]. 李凌志. 隧道建设(中英文). 2018(01)
[4]引汉济渭秦岭隧洞4号支洞开挖爆破技术浅析[J]. 白少博. 陕西水利. 2017(06)
[5]远程光纤水听器系统中传输光纤引入噪声的抑制[J]. 王巍,李东明,张自丽,葛辉良,曹云龙. 激光与光电子学进展. 2014(11)
[6]微震技术与应用研究综述[J]. 柳云龙,田有,冯晅,郑确,迟唤昭. 地球物理学进展. 2013(04)
[7]基于参考干涉仪的光纤水听器解调技术研究[J]. 陆旻,张自丽. 声学与电子工程. 2013(02)
[8]电磁辐射技术在煤岩动力灾害监测预警中的应用[J]. 王恩元,刘晓斐,李忠辉,何学秋. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2012(05)
[9]采空区突水动力灾害的微震监测案例研究[J]. 窦林名,何江,巩思园,宋云飞,刘辉. 中国矿业大学学报. 2012(01)
[10]我国煤矿井下煤层瓦斯含量直接测定法的技术进展[J]. 邹银辉,张庆华. 矿业安全与环保. 2009(S1)
硕士论文
[1]人工微地震技术对压裂井实时监测应用研究[D]. 张太春.吉林大学 2013
[2]光纤干涉型水听器PGC信号解调及应用技术研究[D]. 王凯.天津大学 2010
[3]声发射预测煤与瓦斯突出危险性技术研究[D]. 李俊亮.西安科技大学 2009
[4]微震监测在煤与瓦斯突出预测中的应用研究[D]. 王庆利.东北大学 2009
[5]基于光纤水听器阵列的高速时分复用系统研究[D]. 祝贞凤.国防科学技术大学 2004
本文编号:3037296
【文章来源】:安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】:70 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
图2.2?PGC-DCM算法原理框图??
理以及显示。目前在虚拟仪器这一领域内,使用较为广泛的计算机语言是美国??NI公司的推出LabVIEW。LabVIEW是图形化的语言,功能强大且灵活,可以方便??快捷的帮助用户建立所需要的虚拟仪器丨43][44]。图2.3即是NI公司的PXI数据??采集系统。??I?I??[p-i?一????二^?!??—"I?一-一丨?i梦?A?_??图2.3?PXI数据釆集系统??11??
??如图2.4所示,光源经迈克尔逊干涉仪输出的干涉信号经过光电探测器以及??预处理电路转换成电压信号并进行放大,再经过AD转换被数据采集卡采集后送??入计算机进行PGC算法解调。????延迟光纤Ai??激光器?\????号爵??'信号发?l?(?3dB稱合^A/:??、生器J?PD??l?>?据????采——>?计算机????集????10MHz时钟?t??图2.4?PGC解调系统结构示意图??基于虚拟仪器软件LabVIEW的功能搭建了如图2.4的PGC解调系统结构,PGC??解调的载波信号由函数信号发生器产生,同时利用数据采集卡对光电信号进行数??据采样,依据PGC解调原理以及LabVIEW的数据分析和处理能力,设计了如图??2.5所示的数字化PGC解调程序。与传统的PGC解调系统相比较,基于LabVIEW??的PGC解调系统不需要构建PGC解调需要用的各种硬件,如乘法器、滤波器、??微分、积分电路全部可以省略,所实现的功能全部由LabVIEW程序替换,由计??算机系统来进行处理。??935(dX/dt)2l??M?ra?HI ̄?fel??-—fa?
【参考文献】:
期刊论文
[1]能量震级及其测定[J]. 袁乃荣,刘瑞丰,李赞,孔韩东. 地震地磁观测与研究. 2018(05)
[2]引汉济渭秦岭输水隧洞4#支洞微震监测系统及工程应用[J]. 黄志平,阎石,刘福生,唐烈先,李立民,王斌. 水利水电技术. 2018(09)
[3]引汉济渭秦岭特长输水隧洞[J]. 李凌志. 隧道建设(中英文). 2018(01)
[4]引汉济渭秦岭隧洞4号支洞开挖爆破技术浅析[J]. 白少博. 陕西水利. 2017(06)
[5]远程光纤水听器系统中传输光纤引入噪声的抑制[J]. 王巍,李东明,张自丽,葛辉良,曹云龙. 激光与光电子学进展. 2014(11)
[6]微震技术与应用研究综述[J]. 柳云龙,田有,冯晅,郑确,迟唤昭. 地球物理学进展. 2013(04)
[7]基于参考干涉仪的光纤水听器解调技术研究[J]. 陆旻,张自丽. 声学与电子工程. 2013(02)
[8]电磁辐射技术在煤岩动力灾害监测预警中的应用[J]. 王恩元,刘晓斐,李忠辉,何学秋. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2012(05)
[9]采空区突水动力灾害的微震监测案例研究[J]. 窦林名,何江,巩思园,宋云飞,刘辉. 中国矿业大学学报. 2012(01)
[10]我国煤矿井下煤层瓦斯含量直接测定法的技术进展[J]. 邹银辉,张庆华. 矿业安全与环保. 2009(S1)
硕士论文
[1]人工微地震技术对压裂井实时监测应用研究[D]. 张太春.吉林大学 2013
[2]光纤干涉型水听器PGC信号解调及应用技术研究[D]. 王凯.天津大学 2010
[3]声发射预测煤与瓦斯突出危险性技术研究[D]. 李俊亮.西安科技大学 2009
[4]微震监测在煤与瓦斯突出预测中的应用研究[D]. 王庆利.东北大学 2009
[5]基于光纤水听器阵列的高速时分复用系统研究[D]. 祝贞凤.国防科学技术大学 2004
本文编号:3037296
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