国家级自动气象站蓄电池智能控制检测系统设计

对国家级自动气象站供电系统深入研究,通过对蓄电池充放电进行细微控制,设计报警电路、寿命检测电路和远程监控上位机软件系统,实时监测蓄电池状态,对蓄电池长期处于浮充状态致使其寿命缩减的设计缺陷进行改进。该系统采用Freescale高性能处理器和以AD8210为核心的高边电流检测电路,实时对分流电阻的微电流进行检测,及时阻止危害蓄电池使用寿命的过充和过放,通过声光报警电路和数据通信电路将交流电断电报警、蓄电池电压、使用寿命和充电间隔等信息传送到Labview编写的上位机软件,提醒观测员及时处理,同时配合RTC时钟模块,每3个月自动对蓄电池进行充放电维护,不仅有效延长了蓄电池的使用寿命,还解决了蓄电池充放电维护问题,减少了国家站备份蓄电池每两年更换造成的资源浪费。     

人工触发闪电电流及磁场变化特征对比

对2006年山东人工触发闪电实验中获取的一次传统触发闪电的电流及60 m处的磁感应强度变化波形对比分析的结果表明,Rogowski线圈和磁场测量系统记录到的波形很类似.这次闪电共包含两次回击,回击的时间间隔约为34 ms.两次回击的电流幅值很大,分别为41.6 kA和29.6 kA,在60 m处产生的磁感应强度变化分别为133μT和97μT,通过磁感应强度反演得到两次回击的电流分别为39.8 kA和29.1 kA,与Rogowski线圈的实测结果基本一致.另外,回击之前放电过程中仅出现了两个脉冲,利用所测磁感应强度反演得到两个脉冲对应的电流分别为2.11 kA和2.7 kA,与Rogowski线圈的实测结果2.1 kA和2.8 kA基本一致.     

雷电闪击中回击电流波频谱的初步分析

对雷电闪击中回击电流的频谱进行了初步分析,经过计算得出了在通信网络中,只要防止１０ｋＨＺ以下频率的雷电波窜入,就能把雷电波的能量削减掉９０％以上。     

三维地闪监测数据分析与校验

选取福建省2015年三维系统地闪资料,采用同期雷电定位系统(ADTD)资料对其时空分布特征进行分析,利用雷电流峰值记录仪数据对2套系统地闪探测效率和定位误差校验,同时结合IEEE工作组和电力行业推荐的概率公式对三维系统地闪雷电流分布特征进行分析。结果表明:(1)2套系统监测到全省地闪密度空间分布趋势比较一致,在三明西南部地区及福州西部零星地区,三维系统地闪密度更低。(2)2套系统地闪频次年变化和日变化均呈单峰变化特征,但年变化中的10—12月,以及日变化中的09:00—12:00,三维系统监测到地闪频次更少。(3)三维系统地闪回击探测效率为40%,平均定位误差为2.75km。(4)在0~50kA区间,相比于负极性地闪,三维系统正极性地闪雷电流幅值分布更加集中,在26~84kA区间三维地闪雷电流幅值相比于IEEE推荐值和规程推荐值偏大。     

考虑发射电流波形的地–空瞬变电磁三分量响应研究

地–空瞬变电磁法在煤炭采空区勘探等领域受到了越来越多的关注, 有必要研究发射电流波形参数对地–空瞬变电磁三分量响应特征影响, 为地–空瞬变电磁数据处理与解释提供理论依据。以梯形波为例, 首先, 研究不同发射电流波形的频谱分布情况; 然后, 基于三维时域有限差分正演研究发射波形的上升沿时间、脉宽和关断时间对地–空瞬变电磁三分量磁场响应的影响。结果表明:上升沿时间对三分量二次场响应基本不产生影响; 关断时间对三分量二次场响应的影响主要集中在0.2 ms之前, 且关断时间越长对纯异常响应影响越大; 脉宽对三分量二次场响应的影响主要集中在0.1 ms之后, 且脉宽越短对纯异常响应影响越大。三维采空区模型结果表明:关断时间、脉宽对三分量异常场和背景场响应的影响特征基本一致; 通过三分量纯异常场响应多测道图和时间道图可以判断异常体的分布范围和深度。研究成果可为地–空瞬变电磁激励源波形的参数选取提供有价值的理论借鉴。      

郯庐断裂带南段对近地表大地电流的分异性

文中以渤海湾以南的郯庐断裂带南段为研究对象,应用华北地区27个地电场台站的观测数据,计算大地电流密度矢量和流线场,并获取流线场的散度和涡度。结果显示:郯庐断裂带南段对表层大地电流的流向有分异作用,在郯庐断裂带两侧的表层大地电流矢量方向相反,东侧流向为NW向,西侧流向为SW或W向;断裂带对流线场的散度和涡度也存在分异作用,散度和涡度的正(负)最大值主要出现在断裂带附近的浅层高导区域。文中通过模拟断裂带两侧的磁感应电流,并与前人的研究进行对比,建立了断裂带分异作用的解释模型。该模型显示电流方向的差异与郯庐断裂带南段深部的电性结构相关,电性差异是近地表大地电流方向分异的主要原因。研究断裂带对表层电流的分异现象对于理解深部电性差异具有参考意义。     

大地电磁多站远参考在压制城市游散电流近场干扰中的应用

通过在北京南中轴强干扰区不同距离处布设6个大地电磁测深试验点,分析受干扰的大地电磁测深数据,总结了城市游散电流对大地电磁测深数据干扰特征,根据干扰特征选择远参考法进行去噪.首先利用同步布设的11个不同距离远参考站分别对测点进行远参考处理,分析单站远参考的局限性,然后提出不同频段最优化组合的多站远参考处理方式.在>0.0...     

IGS测站的非线性变化研究

GPS位置时间序列中经常会出现信息中断,造成数据不连续,进而导致测站速度及其不确定度的估计有偏。因此,时间序列中断探测是动态大地测量数据处理的重要内容。在基于t-检验的序贯格局转换分析法(sequential t-test analysis of regime shifts,STARS)算法的基础上,顾及GPS位置时间序列的噪声特性,提出了一种考虑有色噪声的STARS算法(COL-STARS)。该算法首先利用一阶自回归模型(auto-regressive, AR(1))模型进行噪声\     

天然电场选频法的浅层地下水勘探效果与异常分析

通过实践应用、理论推导和模拟计算,说明天然电场选频法在浅层地下水勘探中的有效性,并分析其异常形成过程中起主要作用的天然一次场场源分量.将选频法应用于广西农村找水打井项目中,依据其勘探成果共钻井131口,出水量大于l m3/h的井共114口,约占钻井总量的87%.实践表明选频法在浅层地下水勘探中是实用可行的.在实践应用和以往研究成果的基础上,设计均匀半空间内球形充水岩溶的简单模型,以便解析求解并计算分析地表主剖面上二次电场的大小;计算结果表明,水平交变磁场产生的二次电场是一个相对高电位异常,而水平交变电场才产生相对低电位异常,由此推断天然电场选频法在地下水勘探中异常的形成主要是由于地下天然交变电场分量作用的结果.     

发射电流波形对瞬变电磁响应的影响

本文研究了不同发射电流波形对瞬变电磁(TEM)响应的影响,利用自由空间中回线作为目标体,推导出方波、梯形波、半正弦波、三角波激励的响应.研究表明:对于低电导率目标体,同种波形激励的响应在有发射电流期间(on-time)与无发射电流期间(off-time)的幅度相近,四种波形中方波激励响应最强.由于off-time采集可以获得更高的信噪比,因而探测低电导率目标体时一般采用方波激励,采集off-time信号.对于高电导率目标体,off-time响应幅度随电导率增加而迅速下降,而半正弦与三角波激励的on-time响应幅度基本不随电导率变化,因而航空TEM可以采用半正弦与三角波进行on-time采集,并通过适当地提高激励电流的基频,以提高信噪比与空间分辨率.