煤巖聲發(fā)射信號(hào)處理與定位方法的研究.pdf

1、隨著聲發(fā)射技術(shù)的日臻成熟,人們?cè)诿簬r體的損壞機(jī)制與安全性評(píng)價(jià)的研究過程中對(duì)聲發(fā)射技術(shù)的要求也越來越高。傳統(tǒng)的煤巖聲發(fā)射信號(hào)實(shí)現(xiàn)方法復(fù)雜,信號(hào)分析結(jié)果也不能很好的反映煤巖聲發(fā)射源,同時(shí)針對(duì)煤巖聲發(fā)射源定位方法的研究也不夠深入?；谝陨显?本文對(duì)煤巖的聲發(fā)射信號(hào)分析方法和聲發(fā)射源定位方法進(jìn)行了研究和探索。
　　本文討論了煤巖聲發(fā)射信號(hào)的時(shí)域和頻域特征,分析了針對(duì)煤巖聲發(fā)射信號(hào)的去噪和信號(hào)識(shí)別方法,同時(shí),針對(duì)煤巖聲發(fā)射源定位的問題,分

2、析比較了基于時(shí)差定位的線性定位、平面定位和三維定位方法。
　　本文根據(jù)煤巖聲發(fā)射系統(tǒng)中引入噪聲的特點(diǎn),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了濾波去噪與信號(hào)識(shí)別方法。然后,設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的聲發(fā)射特征參數(shù)提取方法,仿真結(jié)果表明,該方法能夠有效的利用硬件資源,高效地實(shí)現(xiàn)特征參數(shù)的提取。隨后,文中研究了對(duì)定位精度影響最大的兩個(gè)因素:信號(hào)到達(dá)時(shí)間和波速的確定,確定了信號(hào)到達(dá)時(shí)間和波速測(cè)試的方法,它們均能簡(jiǎn)單有效的減小隨機(jī)誤差。最后提出了基于最小絕對(duì)偏差的 G

3、eiger定位算法,這種方法能夠有效的克服系統(tǒng)容易引入隨機(jī)誤差的缺點(diǎn),并且能夠高效運(yùn)行,非常適合應(yīng)用到煤巖體等巖石類聲發(fā)射源的定位問題。
　　為了驗(yàn)證前文所述的信號(hào)處理方法和聲發(fā)射源定位方法的效果,設(shè)計(jì)了針對(duì)煤巖的聲發(fā)射源定位系統(tǒng),包括硬件和軟件的協(xié)同設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)8路聲發(fā)射信號(hào)參數(shù)的監(jiān)測(cè),還能夠完成基于最小偏差的 Geiger定位算法。本文的研究成果對(duì)于聲發(fā)射檢測(cè)方法的深入研究和專用儀器設(shè)備的研制都具有一定的實(shí)踐價(jià)