干耦合超声波检测及波初至的自动拾取

发布时间：2024-02-23 12:18

　　目前岩石力学参数测定,受限于探头及数据采集设备,多在实验室环境完成,同时,传统超声收发探头对接触面平整度要求较高,需要对岩石表面打磨处理,且需要涂抹导声糊。这些都极大限制了超声测量系统的应用范围。为实现对岩石钻孔内的长效监测,对声波发射、接收机制及岩石内超声信号的频域特性进行分析,通过AIC算法拾取波前初至,利用小波去噪和改进AIC法(NAIC)求波初至到达精确时间,研究了基于干耦合岩石内部参数测量系统,在岩石内部实现了超声信号的发射接收、信号瞬态触发、高速采集,并将最终结果通过无线方式传输至数据记录仪。分别对Φ50 mm×100 mm花岗岩及砂岩岩样进行了超声波传输参数测量,Φ114mm×280mm花岗岩岩样测量距离分别为150、200mm,利用NAIC、STA/LTA、MER、ETA 4种算法对该数据进行处理,并与第三方仪器测定结果进行比较。结果表明:基于干耦合声波测速采集系统,对不同工作接触面适应性较好,数据误差在规范允许范围内。小波降噪适用于背景干扰少、频率范围集中的超声接收信号,在到时拾取方面,除STA/LTA外其余3种算法在去噪后的到时拾取精度均得到有效提高,其中尤以NAI...

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【部分图文】：

图3干耦合超声波探头与传统超声波探头Fig.3Dry-coupledultrasonicprobeandtraditionalultrasonicprobe

fthefirstarrivalpickingusingdifferentcharacteristicfunctions图2NAIC计算初至波到时原理Fig.2FirstarrivalprincipleoftheNAICmethod3干耦合系统工作原理3.1声波监测系统超声波干耦....

图4数字化型声波采集系统Fig.4Digitalacousticwaveacquisitionsystem

1458岩土力学2020年速数据的长期监测存储，大大拓展了其在不同工作环境的应用性。考虑现场地应力限制及声波探头的设计需求，目前声波数字化采集板如图4所示。激励电压模块产生100V脉冲波，通过控制系统为压电陶瓷提供激励信号。接收信号时有放大电路、滤波电路等，保证接收信号的准确性。....

图5超声波穿透法测量Fig.5Ultrasoundpenetrationmeasurement

花岗岩纵波、横波波速进行测量，该方法所得的波形稳定，适用广泛。超声波脉冲透射法测量波速的方法需要发射与接收两个探头，它的基本原理主要是测量超声波穿过试验样品所用的时间1t，测量试验样品的长度1l，这样超声波在样品中传播的速度可以通过式（6）计算得到：111lvt（6）根据探头所在....

图6超声波串列法测量Fig.6Ultrasoundseriesmeasurement

姆椒ㄐ枰?⑸溆虢邮樟礁鎏?头，它的基本原理主要是测量超声波穿过试验样品所用的时间1t，测量试验样品的长度1l，这样超声波在样品中传播的速度可以通过式（6）计算得到：111lvt（6）根据探头所在位置的不同可以测量不同距离的波，以下介绍两种纵波测试方法。收发探头在被测物体相对的两个....

本文编号：3907481