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应用研究
基于煤层瓦斯超声检测的脉冲压缩技术
万畅陈敏
(湖南科技大学信息与电气工程学院湖南湘潭411201)
摘要对于日前常规超声检测诊断时高频超声信号难进入煤层内部，低频超声信号检测精度较低的情况提出了脉冲压缩技术，主要是线性调频脉冲压缩信号。该技术可以有效提高系统的信噪比和检测精度。本文首先对脉冲压缩和线性调频脉冲信号进行了介绍,然后研究了线性调频信号的压缩过程及其压端方法，
关键词：脉冲压端技术超声线性调频匹配滤波加权处理中图分类号：TU459
文章编号:1007-9416(2014)08-0103-02
文献标识码:A
Abstract:for the present conventional ultrasound diagnosis of high frequency ultrasound signal dificult to get inside seam, lowfrequency ultrasound signal ur ooaa ay es toado ard oepo auanbag ea a st r ogssado asnd jo anb a ao[ anaae toaa
oise ratio and the precision of the system. This article first to the pulke signal and linear
effectively improve the sisgnaltonc
n technology Ultrasound The linear frequ
Key Words:pulke c
我国是世界上的产煤大国，煤炭是我国的主要能源。由于我国煤矿地质构造条件及煤层赋存条件复杂，自然发火、高瓦斯，煤与瓦斯突出煤层多，煤层瓦斯检测是防止该类恶性事件发生的重要技术手段。因此研究超声检测技术的关键问题是怎样准确、可靠地提高煤层瓦斯超声检测回波信号的信噪比，在整个超声检测过程中，影
额励信号
超声换能器
回波
匹配滤波器
图1典型的线性调频脉冲压缩过程
0.8 0.6 0.4 0.2
-0.2-0.4-.6 0.8
-2
1
图2线性调频信号的时域波形
收移日期：2014-0712
3
cy modulation Matched filtering weighted
响接收信号的因素很多，一般超声检测方法有效作用距离非常短，随着被检测材料距离的增加，收到的超声信号的幅度会急剧下降，当信噪比的数值降低到1左右或小于1时，信号就不可能检测出来，同时限制了检测额率的上升。
本文通过对瓦斯超声检测煤层中弱信号，低信噪比的问题，采用线性调频脉冲压缩技术对收到的信号进行加工处理，使超声检测的距离和分辨率得到提高。
1超声脉冲压缩法检测煤层瓦斯参数原理
针对含瓦斯煤层内部分布着许多细微的孔隙和裂缝，孔障和裂缝中又充满瓦斯气体，对超声信号的衰减很大，常规超声检测时高
FFT(带补零)
相网分量
管学障
图3相关处理器
接收波形
基金项目：湖南省教育厅资助项日(11A036),湖南省科技厅项日(2013FJ3156)。
作者简介：万畅(1986一),男.湖南桃江人,研究生,湖南科技大学信息与电气工程学院
延退波形产生器
IFFT
频谱分析仪或压缩带究相关处理源
图4展宽处理器
脉冲压箱压缩脉冲
陈敏(1972一),男，湖南安化人,湖南科技大学信息与电气工程学院,制教投,主要从事结构损伤检测,智能仪器开发，驾能控制等方面的研究与教学。
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