摘要：甲醇汽油因其辛烷值高、成本低等优势成为新型化石燃料替代物,其甲醇含量的精确检测是决定其品质的重要环节,甲醇汽油组分的精确定量检测与分析对于缓解我国传统石油资源短缺但需求量增多的现状具有重大的现实意义。甲醇汽油中甲醇检测的常规方法如酒醇仪测定法、速测盒测定法等,操作复杂,准确定性低。近红外光谱分析具有测量速度快、灵敏度高、可连续测量等诸多优点,在石油化工领域定性、定量分析中具有巨大应用潜力。为研究甲醇汽油近红外光谱无损定量检测方法,配制了0.5%~30%组分的甲醇汽油标准样品,设计了甲醇汽油近红外光谱数据采集系统并采集60个组分的甲醇汽油近红外光谱数据;利用移动平均平滑法、 S-G卷积平滑法(Savitzky-Golay)和多元散射校正(MSC)对甲醇汽油近红外光谱数据进行预处理分析,研究了BP人工神经网络(ANN)和主成分回归(PCR)模型的决定系数和均方根误差,对两种算法的结果和预测效果进行对比。结果显示:各模型的均方根误差均小于1%, SG平滑-主成分回归预测模型拟合度最好,其决定系数为0.998 98;基于SG卷积平滑算法和神经网络算法建立的模型预测值与真值偏差最小,其均方根误差RMSEP为0.322 84%。研究表明近红外光谱检测分析技术检测甲醇汽油中的甲醇含量应用中SG平滑-神经网络预测模型性能较好,满足应用需求,因而为甲醇汽油组份实际检测应用提供了科学依据,为有效开发与利用甲醇汽油提供了技术支持。

摘要：针对深部探测对节点地震仪器提出的质量监控和数据现场回收要求,本文设计了基于WSN的三维地震勘探分层通信网络.分层网络由骨干网和多跳网两个网络层构成:骨干网使用LTE技术与监控中心进行数据交换,并实现了链路带宽的合理分配与大范围的信号覆盖;多跳网结合地震勘探的特点,使用私有路由协议和数据传输协议完成了仪器的组网与数据的接力式传输.测试结果验证了组网协议的设计正确性与数据传输的稳定性,且网络总体性能满足实际应用的需求.数据多跳传输实现了无线局域网技术的远程访问,从而提高了勘探作业效率.

摘要：在分析无缆存储式地震仪远程监控的需求和现有通信技术特点的基础上,提出了基于北斗卫星通信技术的无缆存储式地震仪远程质量监控系统的设计方案,并完成了基于ARM9处理器和Linux嵌入式操作系统的地震数据采集端用户单元软硬件设计。采用Microsoft Visual C++6.0作为上位机软件的开发工具来进行主控中心监控管理软件的设计,实现了无缆存储式地震仪稳定的远程监控。该系统的设计与开发为无缆存储式地震仪的远程质量监控提供了有效方法,提高了无缆存储式地震仪在野外施工的灵活性与可靠性。

摘要：根据垂直有限线源三维异常电位有限差分展开理论计算,验证了电位梯度法在探测水驱驱油异常方向的有效性,设计并研制了基于虚拟仪器技术的低噪声、高分辨率油田井-地电位梯度采集系统。该系统采用差分输入方式,短路噪声幅度低于-130 d B,A/D采集使用了扩展插槽设计思想,从而达到多通道数据的同步采集。运用Matlab和Labview混合编程技术,实现了微弱信号的提取和探测结果的实时成像。对比、重复实验结果表明,电位梯度采集系统具有更高的分辨率及良好的稳定性,通过对大庆油田注水井实验数据的处理、分析,确定了水驱的方向,用注水井资料验证后,证实了该方法的有效性和系统在水驱驱油方向探测上的准确性。

摘要：通过对浅地表电磁探测系统的探测原理和收发天线的结构及参数研究,分析了频率域浅地表探测系统的工作原理。论证了利用磁场z分量间接探测浅地表地下介质电性结构的可行性。利用MATLAB对发射接收天线进行理论计算,分析了收发天线设计的关键问题;重新设计了探测系统所需的发射和接收天线,采用并联结构使发射天线效率有所提高,接收天线采用8字形结构,从结构上实现一次场的屏蔽,同时,避免了引入参考线圈使结构和计算复杂。通过实际测试,能够辨别出埋藏于土壤9 cm处的2 g电阻率异常体。最后,总结了埋藏深度、有无土壤对探测数据的影响。为浅地表探测天线系统的改进及近地表电磁成像系统研制提供依据及参考。

摘要：基于传统正交检测算法在以方波作为激励场源的可控源电磁探测信号幅度与相位提取的不足之处,提出了改进型的正交检测算法。分析了改进型正交检测算法的实现过程,讨论了高通特性大地介质的影响,并针对这些特点,设计了匹配的低通滤波器和降采样率的采样方法,保证了改进型正交检测精度。实测结果表明：改进型正交检测算法具有可行性,且相对于正弦正交检测的幅度误差为0.01%-0.72%,相位误差保证在4°的范围内;相对于方波正交检测算法,检测精度至少提高了一个数量级。改进型正交检测算法在对数据量较大的时域采集信息进行处理时,因无需进行乘法运算、实时性较高、具有较低的硬件要求,且能抑制高通特性大地介质的影响,而在可控源电磁探测中具有良好的应用前景。

摘要：结合近地表频率域电磁探测发射系统特点,引入均值电流和电压双环反馈.设计以DSP(Digital Signal Processor,DSP)为平台的数字双环反馈控制系统.构建电路z域反馈补偿模型,使系统稳定运行.实现低频时稳流、高频时稳压,减小了发射天线负载电流幅值的变化范围,降低了对发射天线参数设计的要求,避免天线高频时电流大幅度衰减引起的发射矩不足,以及低频时电流过大导致的发射电流不稳定的问题,同时对电路起保护作用.通过仿真对比引入并联双环反馈后高低频输出电流变化量为开环时输出电流变化量的8.5%.实测结果达到了设计目的,为近地表电磁探测发射系统的改进提供参考.

摘要：针对浅地表频域电磁探测对接收信号采集、传输和现场高效处理的要求,提出基于FPGA+DSP的浅地表频域电磁探测数字处理系统.在FPGA中实现数据采集、控制和传输FIFO(First Input First Output)模块,采用新式通用并行端口UPP(Universal Parallel Port)实现大数据传输,基于TMS320C6748平台,采用正交锁定放大方法,设计高效率数据处理算法,利用上位机软件通过RJ45网口对系统进行控制并显示结果.实测结果表明:该架构数字处理系统,对不同金属有着较强探测能力,加快了数据传输速率,缩短了系统工作时间,提高了工作效率.

摘要：针对现有的电磁探测发射控制系统输出同步精度低、输出信号存在累积误差等不足,提出高精度同步输出发射控制技术。设计以GPS自带时钟源和高精度恒温晶振协同作为系统时钟,结合各自的优点,在GPS同步时,由GPS自带时钟源信号作为系统时钟;在GPS无法同步时,利用GPS秒脉冲信号对恒温晶振输出的分频信号进行同步校正作为系统时钟;根据发射频点的特点,选择合理的校正周期,采用最小公倍数法对输出信号进行同步校正,减少输出频率的误差。研究结果表明:输出同步精度可以达到100 ns级,满足20 mrad以内的相位测量精度要求。利用FPGA强大的计数和分频功能,实现输出波形和频率的多样化。该技术可实现扫频和手动2种发射模式,输出满足频率域电磁探测和时间域电磁探测的多种波形,可扩展性强,同步精度高,满足多功能电磁探测发射系统的控制要求。

摘要：原有“电子测量实验”课程存在验证性实验多、综合性设计型实验少、与前沿理论联系不紧密、实验平台缺乏等问题,无法满足课程培养目标。针对上述问题,构建了“基础实验+综合拓展+科研引导”的递进式多层次实验课程体系;引入翻转课堂提升实验教学效果;研制开放式实验教学平台,支撑多层次个性化课程内容。应用表明,该课程体系提升学生应用前沿技术解决实际问题能力,锻炼学生创新思维。