地下金属管线管径的探测

用现有的一台电磁感应式地下金属管线探测仪在现场进行人工数据采样，然后拟合出一个地下金属单管线二次场分布的经验公式，再用该分布函数曲线半宽度参数，伴以地下全属管线埋深的探测，便可探测出管径值。探测误差约为实际管径的±１０％。     

极化格雷互补码探地雷达探测地下管线分布

提出基于格雷互补码的极化探地雷达系统。将格雷互补码作为探测信号,通过改变天线的极化方式获得地下管线回波的极化数据,实现管线分布探测。仿真及实验结果表明,相较于交叉极化,当天线采取共极化方式时管线的散射能量更强。进一步,在同等条件下,对比基于格雷互补码和步进频率信号的极化探地雷达管线探测效果。典型无参考量化指标表明,前者目标响应更强,成像更清晰,更有利于地下管线走向分布的准确识别。     

雨滴近场激光分辨仪

最近，我们研究出一种利用降雨感生的光学闪烁测量程平均雨参量的技术。普通方法是用两台水平取向放在一条垂线上的线探测器测量雨滴远场范围内的雨滴感生发光闪烁。由两台探测设备探测的信号的时间协变函数得到雨滴的程平均末速分布。因为在雨滴大小和末速度之间存在着一种单一关系，所以，测定的速度分布可转变成程平均雨滴大小分布和降雨率。     

地下线—沟多线时的断线故障探测法

去年4月,我局有2公里18根铝地下线出了断线故障,6个人花了两个星期才把故障点缩小在30米范围内。我们决心找到一个快速探测法来解决这个问题。经过反复实验,今年10月,仍然是那条线路,4个人用了半小时,只开了一个1米长的沟,就立即解决了问题。     

地下探测雷达

已研制成一种地下探测雷达,它采用6毫微秒单周期脉冲,具有甚高频频谱。这种雷达能从地表面上非接触地探测地下情况,并通过天线的扫描,显示出大地断面的彩色图象。本文研究了这种地下探测雷达的探测能力,并给出了试制样机的实验结果。首先是在关东地区肥泥土层的地下进行了电磁脉冲穿透性实验,结果证明电磁波在地下的传播速度大约为大气中的1/6(5.4厘米/毫微秒)。其次是用这种雷达探测地下埋设的钢管(直径10厘米),它能清晰地显示达3米的深度。由这个实验也知道了大地的衰减率为6分贝/米左右。同时表明,钢管即使是铺设在柏油路下,也能探测到。混在雷达图象中的噪声和杂波信号可用简单的信号处理电路除去。最后,本文还给出了即使在大地的电气常数为未知的场合下,也能算出物标的位置、深度和电磁脉冲在地下传播的速度的方法。     

气体宽带k分布模型及其在远程探测中的应用

计算高温气体辐射特性对尾喷焰的远程探测具有重要意义.引入普朗克函数加权求吸收系数k的几率分布函数,建立了一种新的计算气体辐射特性的宽带k分布模型.从高温气体数据库(HITEMP)读取吸收气体谱线特性参数,计算得到二氧化碳和水汽的k分布吸收系数.用多项式拟合了宽带k分布模型参数,混合气体的k分布吸收系数由单一气体k分布吸收系数直接相加得到.用该模型计算了某尾喷焰红外谱段和可见谱段的远程探测辐射强度,与逐线积分计算作了比较,结果表明:该宽带k分布模型和逐线计算结果的相对误差在7%以内,大大减少了气体辐射特性的计算时间.     

新型物探雷达

三井造船公司与中部电力公司共同开发出一种新型雷达(UG-V_(33)),它可用于探测已敷设光缆等地下埋设物。本机采用电磁波探测埋设物,它由天线传感部分、信号处理部分和信号缆构成,用光纤     

反射式GPR中地下异构介质的FDTD二维建模与仿真

在此利用地下表层介质物理特性具有高斯统计分布这一分布特性在传统的均匀空间加入高斯随机信号,在进行探测时这些背景信号就会影响GPR探测响应,从而得到相应的地质图像,建立．了各向异性地质模型,理论上通过这种建。,模方法可以创建任何复杂的地质模型,这将为研究地下介质提供更丰富的地质资料。在最后用反射式GPR对所建地质模型进行了FDTD的二维Matlab仿真,取得了预想的效果,仿真图像形象地证明了这一各向异性地质模型的可行性。     

基于Viola-Jones方法的探地雷达管线目标识别

在城市地下管线的探测上,辨别探地雷达图像中的双曲线特征是管线探测的关键,但是实际情况中,城市的地下管线数量众多,专业人员短缺,自动化的探测识别手段的开发变得十分迫切。针对这一现状,对基于Viola-Jones方法的探地雷达目标识别手段进行了研究。在预处理过程中运用BMS(Background matrix subtraction)的方法生成背景矩阵,去除横向杂波干扰,然后采用Viola-Jones物体检测框架初步获取目标区域,最后使用C3(Column Connection Cluster)算法对目标区域二值化分割并筛选双曲线目标,得到的双曲线聚类,可用于管线的管径、深度获取。     

宽谱段高光谱成像仪星上波长定标方法

高光谱成像探测仪在轨波长漂移和性能衰变是有效载荷在轨长期工作必须解决的问题。利用太阳辐射光谱和大气后向散射辐射光谱中特有的Fraunhofer吸收线可作为星上波长定标的基准。针对波长定标精度需求，优选出高精度的太阳参考光谱，用仪器狭缝函数卷积后初选出87条Fraunhofer吸收线，并分析了由Fraunhofer吸收线分布非均匀性引起的系统误差，以及由仪器探测能力不同而产生的随机误差。综合最大偏差和RMS，确定了在满足定标精度优于0.01 nm的条件下，可用的76条太阳Fraunhofer线的精确位置。该研究为高光谱成像探测载荷在轨高精度波长定标奠定了基础。     

探地雷达图中地下管径尺寸的SVM识别方法

在用探地雷达对地下管道进行探测时,地下管道的雷达图像呈现明显的双曲线特征,但地下管道的管径大小却无法在雷达图中直接反映出来。为了能够同时测量地下管道管径,本文首先采用一种改进的小波包阈值去噪法对雷达图进行去噪预处理,然后采用Hough变换对特征双曲线进行拟合,确定管道的位置,从而实现管道的检测,最后采用支持向量机的方法对拟合的双曲线进行分类,将双曲线分类结果对应到管径分类上,从而间接地实现地下管道管径的识别。实验结果表明:该方法对地下管道管径大小的正确识别率达到90%。该方法能够满足工程应用的实际需要。     

地下管线渗漏环境下探地雷达信号特征分析

探地雷达(GPR)在地下水管渗漏的检测中具有良好的应用前景.前期研究表明:地下水管的渗漏会在雷达剖面中形成震荡信号,但其形成机理尚不明晰.为揭示不同材质地下管道渗漏后的探地雷达信号特征的成因,该文结合物理模型试验与渗流场-电磁场数值模拟分析干砂中PVC管和金属管渗漏前后雷达信号特征、渗漏后震荡信号的形成机理和电磁波传播...     

基于FBG传感技术的管道曲率监测试验研究

在地下盐穴储气库的建设过程中,建腔管柱容易 因为恶劣的工作环境而弯折。利用若 干特定排布在管道外壁上的光纤布喇格光栅(FBG)可以测量管道的弯曲形状,但管道直径会 影响弯曲重建的精度。为了找到重建精度与管道直径的关系,本文利用粘贴在管壁的同一素 线上的FBG对管道弯曲重建进行了有限元模拟和检测试验,将有限元结果和试验结果进行了 对比,并进行了误差分析。试验结果表明,FBG可以实现对弯曲管道的形状重建,在同样壁 厚的管道中,随着管道直径的增加,管道挠度的相对误差随着直径的增大由负向正增大。直 径为32 mm的管道在弯曲时的挠度相对误差靠近0点,在测试的4种不 同直径的管道中,弯曲重建效果最好。     

基于GIS技术的地下管线爆管分析优化算法

本文针对影响比较严重的城市地下管线爆管问题,以城市供水管网的爆管问题为例,根据城市供水管网的数据特点,利用GIS技术建立了城市供水管线逻辑算法模型,并与广序优先遍历算法相结合,建立了考虑管线流向性的城市供水管线爆管分析优化算法.这一算法可以快速、有效地确认最佳关阀位置,减少了城市供水管线爆管事故处理时间和影响程度.     

亚波长金属光栅的凹槽深度对太赫兹伪表面等离子体影响

从理论上详细研究了一维亚波长金属光栅的凹槽深度对太赫兹伪表面等离子的影响。分别对一维标准亚波长金属光栅和缺陷亚波长金属光栅进行了研究。电场分布情况采用了COMSOL软件进行模拟。得到的结论是:对于一维标准亚波长金属光栅,沿金属光栅传播的表面等离子体取决于槽深度,较深的槽具有更强的束缚能力;对于具有缺陷的光栅结构,电场强度的分布特点取决于缺陷槽的深度,这归功于缺陷槽对光的反射和散射。基于这一理论研究,这两种不同的亚波长金属光栅结构能为太赫兹器件如波导、衰减器及滤波器发展提供新的途征。     

地下埋藏目标与分层粗糙面复合散射探地雷达回波特性研究

为了更好地解译探地雷达（ground-penetrating radar，GPR）回波数据，建立了一种二维时域有限差分模型，用于模拟地下分层结构（混凝土层/粘土层）和多个埋藏目标（金属板/条、空洞、水/油管）的GPR探测.对于该模型，地下分层结构中的分界面设置为粗糙界面，采用电磁微分高斯脉冲作为GPR源，并用单轴完全匹配层介质对计算区域边界进行截断以模拟无界区域.通过数值计算得到了探地雷达B-scan扫描的回波仿真结果，并讨论了埋藏深度、几何形状、介电常数、电导率等对回波散射特性的影响，以及目标受其上方不同粗糙度的粗糙界面影响而产生的回波形态的改变.该结果中显示的各个回波的形态、方位、振幅强弱以及到达的时间均与模型中各个结构的外形、位置、媒质特性及埋藏深度相一致，验证了该计算模型的有效性.     

智能管道检漏仪的开发

地下管道输送的物质泄漏不仅造成能源的巨大浪费,而且造成环境的巨大污染。快速找到管道破损隐患点成为维护管道、杜绝污染和浪费的关键。文中介绍了一种波形组合检测金属管道破损点的检测方法,利用单片机通过数据处理自动识别破损点的位置,为快速准确判断并修复金属管道破损点提供了可能。     

How to See the Unseen City

This paper presents different methods and equipments used on how to inspect underground infrastructures, networks, sewers, and pipes in some cities around the world. In New York, underground pipes are inspected using an electronic listening equipment as its first line of defense. Maintenance workers dangle a microphone down a manhole and attach it to a water main to assess whether flow has been disturbed by a leak. More detailed checks are conducted from within a pipe, using what is essentially a video camera on wheels. In pipeline lingo, such tools are quirkily known as smart pigs. In addition to capturing a digital video, a pig can perform radar and sonar scans above and below a water line, searching for indentations and holes in the walls as it rolls down in a pipe. It records its locations with odometer wheels and may be equipped with magnetic sensors to check for aberrations in metal pipes. On the other hand, Japan is the exception on the geospatial-information services front, with a national mapping repository known as ROADIC. This underground mapping system consists of utility grids layered over a road map that utilities and builders consult before breaking ground.     

Advanced subsurface radar system for imaging buried pipes

A subsurface radar system for imaging buried pipes was developed. The system is capable of reconstructing clear pipe images under unfavorable conditions, such as large attenuation rate of the radio waves propagating in soil. The output power of a pulse generator, the amplifier gain, and average number are controlled by moving the observation depth to improve the detection capability. Fast image processing methods are also used. A 6.5-cm-diameter steel pipe, buried at a depth of 2.5 m, was clearly reconstructed as a color image averaged attenuation rate of 12.6 dB/m in the soil. A plastic pipe (6.5 cm in diameter), buried at a depth of 1 m, was also imaged by the system     

长波量子阱红外光电探测器金属光栅耦合的研究——基于金属表面等离子效应

采用时域有限差分法研究了二维金属光栅量子阱红外探测器的电磁场分布,研究表明充分利用金属表面等离子效应可显著提高量子阱红外探测器光耦合效率.研究还表明,对于8μm长波量子阱红外探测器,金属光栅结构选取圆孔直径与光栅周期比为0.8 ～0.9是最有益的,此时可获得最大的光耦合效率.