科研選題報告微震監(jiān)測系統(tǒng)介紹

附件5：

中國礦業(yè)大學(xué)(北京)

科研選題訓(xùn)練課程總結(jié)報告

（試行）

課題名稱：微震監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究學(xué)生姓名：徐順成

所在學(xué)院：力學(xué)與建筑工程學(xué)院專業(yè)年級：12級土木一班聯(lián)系電話：15652935662

E-mail:1418874417@qq.com指導(dǎo)教師:宋俊生填表日期：201*年12月

報告撰寫說明

一、學(xué)生本人對參加科研選題訓(xùn)練的過程、收獲、體會進行總結(jié)，字數(shù)201*字左右。

二、格式要求：字體為仿宋，一級標題四號字，正文小四號字，1.5倍行距。

三、材料規(guī)格：用A4紙雙面打�。◤�(fù)�。�，左側(cè)裝訂。四、總結(jié)報告需經(jīng)指導(dǎo)教師審閱并簽字同意后方可提交學(xué)院。

一．

任務(wù)概述煤礦生產(chǎn)中的不安全因素主要是由覆巖破裂造成的頂板

跨落、礦井突水、煤與瓦斯突出和沖擊地壓等，而覆巖破裂與開采后應(yīng)力重新分布有關(guān)。近幾年,國際上研發(fā)了一項能夠在三維空間實時定位的微地震監(jiān)測系統(tǒng)。它可以長期、連續(xù)、動態(tài)監(jiān)測巖層破裂與移動情況,為煤礦安全監(jiān)測提供了一種新型的實用技術(shù)。該儀器可以直接布置在煤礦井下進行微震監(jiān)測,提高了監(jiān)測的可靠性和精度,并通過井下實際監(jiān)測證明,儀器工作穩(wěn)定、性能可靠、操作方便,同時獲得了良好的技術(shù)效果。微地震監(jiān)測技術(shù)是

通過觀測、分析生產(chǎn)活動中產(chǎn)生的微小地震事件,來監(jiān)測其對生產(chǎn)活動的影響、效果及地下狀態(tài)的地球物理技術(shù)。其基礎(chǔ)是聲發(fā)射學(xué)和地震學(xué),當?shù)叵聨r石由于人為因素或自然因素發(fā)生破裂、移動時,產(chǎn)生一種微弱的地震波向周圍傳播,在空間上不同方位設(shè)置的微震傳感器,可以記錄這些微震波的到達時間、傳播方向等信息,然后利用各種計算方法確定巖石的破裂點,即震源的空間位置。微地震監(jiān)測技術(shù),理論比較充分、技術(shù)手段先進,有比較好的實用性,方法可靠。主要表現(xiàn)在投資少、周期短,可實現(xiàn)三維空間連續(xù)、動態(tài)監(jiān)測,觀測成果精度高,可靠性強。在煤礦生產(chǎn)中,該方法可用于監(jiān)測采場圍巖破裂形態(tài),及由此推演的覆巖空間破裂形態(tài)與采動應(yīng)力場的關(guān)系,預(yù)測和控制可能發(fā)生的煤礦災(zāi)害,如沖擊地壓、礦井突水、瓦斯突出、頂板冒落等;也可以動態(tài)監(jiān)測、預(yù)報由于開采活動引起的煤層頂板冒落帶和斷裂帶高度,對于進一步確定煤層開采上限、研究導(dǎo)水裂隙帶、最大限度地開發(fā)利用煤炭資源,同時對提高煤礦生產(chǎn)安全性有重要的指導(dǎo)作用。

二．任務(wù)詳情

系統(tǒng)工作原理：大多數(shù)彈脆性材料在外界應(yīng)力作用下，其內(nèi)部將產(chǎn)生局部彈性能集中，當能量積聚到某一臨界值后，會引起微裂隙的產(chǎn)生與擴展，并伴隨有彈性波或應(yīng)力波在周圍巖體中的快速釋放和傳播。傳感器接收到原始的微震信號以后將其轉(zhuǎn)變?yōu)槟�擬電信號，發(fā)送到微震監(jiān)測系統(tǒng)的信號采集單元Paladin，軟件再將此電信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號并傳給數(shù)據(jù)采集計算機，經(jīng)過運行在數(shù)采計算機上的軟件對原始數(shù)字信號的加工處理后再傳入分析計算機，分析計算機運行的軟件便可以對微震信號進行多方面的處理和分析，實現(xiàn)對微震事件的定位、事件原始參數(shù)的獲取、傳感器位置的較正、破壞趨勢的跟蹤等處理，并可以對微震事件在三維空間和時間軸下進行實體演示，其原始數(shù)據(jù)和處理文件也將會實時顯示。

存在問題：a.井下數(shù)據(jù)不能高速地實時傳到地面。微地震監(jiān)測中記錄的信號不僅有大量的有效信號,而且還記錄了大量的干擾信號,如果我們想在地面上查看一下這些記錄,每個記錄大約需要2～3min后才能傳到地面,所以,把有效信號從所有干擾信號里挑選出來,看起來是非常簡單的問題,實現(xiàn)起來困難很大。如果采用光纜傳輸很快就能解決這一問題,這是下一步要解決的問題。b.微地震事件定位需要進行大量的處理和解釋工作,進行現(xiàn)場解

釋工作量很大,所以亟需要研究計算機自動處理和定位方法。目前國內(nèi)開展微震監(jiān)測時間很短,很多情況下需要人工解釋,專業(yè)人員少,不能滿足現(xiàn)場要求,同時,目前還沒有成熟的商用軟件和通用軟件,也給解釋和應(yīng)用帶來了困難。微地震監(jiān)測技術(shù)是一項新技術(shù),許多方面還不成熟。在儀器方面,經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn)需要改進的有散熱、輕便、可靠性、操作性能、通訊性能等,都不能滿足現(xiàn)場要求。另外,儀器與監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計都需要實現(xiàn)標準化,以利于技術(shù)推廣與應(yīng)用。三，收獲與體會

近十多年來，以沖擊地壓、煤與瓦斯突出、突水為主的礦山動力災(zāi)害已成為我國工業(yè)安全領(lǐng)域的主要災(zāi)害，已成為制約我國煤炭產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵因素，國家領(lǐng)導(dǎo)人及全社會都對此給予了高度關(guān)注，為本項目研究提供了足夠的動力。國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，對煤炭能源的需求激增，行業(yè)經(jīng)濟形勢看好，如果不能有效控制礦山動力災(zāi)害，煤炭能源的供給將難以保證。研究礦產(chǎn)資源開采過程誘發(fā)動力災(zāi)害的前兆規(guī)律及其監(jiān)測預(yù)報的關(guān)鍵科學(xué)問題，建立并完善礦山動力災(zāi)害預(yù)測預(yù)報基礎(chǔ)理論和方法，是保障我國能源安全和實現(xiàn)十六大提出的"高度重視安全生產(chǎn)、保護國家財產(chǎn)和人民生命安全"國家戰(zhàn)略目標的重大需求，也是全面建設(shè)小康和諧社會的必要條件。通過學(xué)習(xí)與上網(wǎng)查閱資料我們明白了微地震監(jiān)測技術(shù)是一種高技術(shù)，信息化的地下工程動力檢測技術(shù)，并且我們逐漸了解了微震監(jiān)測技術(shù)的主要特點，微震監(jiān)測的作用，掌握了微地震監(jiān)測系統(tǒng)原理、方法,分析了微地震監(jiān)測儀器結(jié)構(gòu)、性能及施工措施。學(xué)會了解微震檢測技術(shù)在地下工程的幾個方面的應(yīng)用，并且較為全面地分析了該技術(shù)在礦井微地震、巖爆、地應(yīng)力、冒頂與巖移、爆破及其余震、、安全救助和預(yù)警等方面的可能應(yīng)用。由此可見，該技術(shù)在應(yīng)用領(lǐng)域還有許多待解決的應(yīng)用理論和技術(shù)問題，我們作為新一代的研究人員，我們需要結(jié)合微地震監(jiān)測技術(shù)在煤礦井下監(jiān)測中所遇到的問題,提出了一些具體的技術(shù)措施也感受到了來自學(xué)術(shù)前沿的東西。我們每個人都要在自己的學(xué)術(shù)領(lǐng)域里盡心盡力，堅持去做研究，不斷的去追求真理，才能為人類幸福做貢獻，實現(xiàn)人生價值。學(xué)會合作，學(xué)會與人溝通，學(xué)會學(xué)習(xí)和做研究的方法。勇于實踐，勇于創(chuàng)新。即使失敗，也要站起來重新開始直至成功。我們要結(jié)合自己的專業(yè)，聯(lián)系我們的社會實際，尋找社會的需求，為社會創(chuàng)造價值。

擴展閱讀：開題報告

中北大學(xué)

畢業(yè)設(shè)計開題報告

學(xué)生姓名：學(xué)院、系：專業(yè)：論文題目：

指導(dǎo)教師:

201*年3月27日

葉延偉

學(xué)號：0507340247

信息與通信工程學(xué)院通信工程系

信息對抗技術(shù)

基于聲信號的微震定位技術(shù)研究

張丕狀

開題報告填寫要求

1．開題報告作為畢業(yè)論文答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)論文工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在系審查后生效；

2．開題報告內(nèi)容必須用按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標準格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見；

3．學(xué)生寫文獻綜述的參考文獻應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊）。文中應(yīng)用參考文獻處應(yīng)標出文獻序號，文后“參考文獻”的書寫，應(yīng)按照國標GB771487《文后參考文獻著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性；

4．學(xué)生的“學(xué)號”要寫全號（如0201*40102），不能只寫最后2位或1位數(shù)字；

5.有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當按照國標GB/T740894《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“201*年3月15日”或“201*-03-15”；

6.指導(dǎo)教師意見和所在系意見用黑墨水筆工整書寫，不得隨便涂改或潦草書寫。

畢業(yè)論文開題報告

1．結(jié)合畢業(yè)論文情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫201*字左右的文獻綜述：文獻綜述1.1研究背景，目的與意義

微震監(jiān)測技術(shù)是近年來出現(xiàn)的新技術(shù)，該技術(shù)大部分應(yīng)用在各種材質(zhì)質(zhì)質(zhì)量測量中，包括礦山微地震監(jiān)測，巖石層結(jié)構(gòu)監(jiān)測，金屬內(nèi)部的質(zhì)量問題等等[1]。礦業(yè)是我國國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，而隨著社會經(jīng)濟的飛速提高，對礦產(chǎn)資源的需求量日益增加，復(fù)雜難采和深部開采誘發(fā)的安全問題日益突出。頂板冒落、巖移巖爆和滑坡等重大工程地質(zhì)災(zāi)害和事故隱患嚴重，嚴重制約著礦產(chǎn)資源合理的開發(fā)與利用，礦山安全已成為我國安全生產(chǎn)領(lǐng)域急需解決的重點和難點。微震探測技術(shù)為礦山地壓災(zāi)害預(yù)報提供了重要的手段[2]。70年代初，國內(nèi)開始了以耳機接收或錄音機記錄巖石聲探測頻率的便攜式地音儀的研究及現(xiàn)場應(yīng)用。最近十年，由于電子技術(shù)及計算機技術(shù)的發(fā)展，國外研究出了三分量探頭及高性能的聲探測數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，國內(nèi)相關(guān)研究院也相繼研發(fā)了DYF-1，DYF-2型便攜式只能地音分析儀及SDL-1，SDL-12型多通道聲探測監(jiān)測系統(tǒng)。近兩年來，數(shù)據(jù)處理技術(shù)的迅速發(fā)展，尤其是波形識別理論的形成，標志著聲探測技術(shù)的水平進入了一個全新的時代，越來越收到人們的重視。國際間有關(guān)聲探測研究的學(xué)術(shù)交流活動也愈加頻繁。微震監(jiān)測系統(tǒng)被認為是巖體工程最有效的監(jiān)測方法之一[3]。1.2研究基本原理與儀器1.2.1研究基本原理基于聲信號的微震定位技術(shù)的就是事先在地表或者地下布置傳感器，一旦在傳感器的有效監(jiān)控范圍內(nèi)出現(xiàn)微震事件，則根據(jù)事先記錄的傳感器的具體位置參數(shù)，以及時候微震檢波器記錄的由聲源探測出的P（縱波）波到達的時間差或者P波和S（橫波）波到達的時間差，利用標準距離公式來推導(dǎo)計算出聲源的具體位置，而這種定位方法就叫做時差定位[4]。時差定位又叫做雙曲線定位，它通過處理三個或者更多的傳感器采集到的信號到達時間測量數(shù)據(jù)對震動源進行定位。在二維平面中，輻射源信號到達兩個傳感器的時間差規(guī)定了一對以兩個傳感器為交點的雙曲線，利用三個傳感器可形成兩條單邊雙曲線來產(chǎn)生交點，以確定震動源位置。而若要確定三維空間的任意震動源，震動源信號到達兩側(cè)兩站的時間差確定了一對以兩站為焦點的雙曲面，則至少需要四個傳感器形成三個單邊雙曲面來產(chǎn)生交點，以確定震動源位置[5]。雖然時差定位系統(tǒng)具有精度高、定位塊和抗干擾能力強等優(yōu)點，但是因為時差定位在計算過程中的數(shù)據(jù)主要是靠傳感器和數(shù)據(jù)采集儀來取得，因此在定位過程中也會出現(xiàn)多值現(xiàn)象，即定位模糊。這主要是因為在進行數(shù)據(jù)采集的時候有噪聲和有采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集誤差，所以在某些點上甚至?xí)�出現(xiàn)無解現(xiàn)象[6]。1.2.2聲探測傳感器的類型聲探測傳感器是定位系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的關(guān)鍵，也是影響系統(tǒng)整體性能重要因素。聲探測傳感器設(shè)計不合理，或許使得接受到的信號和希望接受到的聲探測信號有較大差別，直接影響采集到的數(shù)據(jù)真實度和數(shù)據(jù)處理結(jié)果

[7]。聲探測傳感器是利用某些物質(zhì)（如半導(dǎo)體、陶瓷、壓電晶體、強磁性體和超導(dǎo)體等）的物理特性隨著外界待測量作用而發(fā)生變化的原理制成的。它利用了諸多的效應(yīng)（包括物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和生物效應(yīng)）和物理現(xiàn)象，如利用材料的壓阻、濕敏、熱敏、光敏、磁敏和氣敏等效應(yīng)，把應(yīng)變、濕度、溫度、位移、磁場、煤氣等被測量變換成電量[8]。聲探測傳感器的主要類型有：高靈敏度聲探測傳感器，它是應(yīng)用最多的一種諧振式聲探測傳感器；寬頻帶聲探測傳感器；差動聲探測傳感器；此外，還有微型聲探測傳感器、磁吸附聲探測傳感器、低頻抑制聲探測傳感器和電容式聲探測傳感器等。在聲探測檢測過程中，大多時候使用的是諧振式聲探測傳感器[9]。諧振式聲探測傳感器參數(shù)技術(shù)的基礎(chǔ)歸結(jié)于兩個基本假設(shè)：(1)聲探測是阻尼正弦波；(2)聲波是以某一固定的速度傳播的。根據(jù)這一假設(shè)，對聲探測信號參數(shù)，如上升時間、峰值幅度、持續(xù)時間等測量、記錄所得到得聲探測特征是合理的[10]。傳播特性上，諧振聲探測傳感器參數(shù)技術(shù)的假設(shè)意味著傳播信號除了單純衰減以外，它的聲波形狀是不變的[11]。它是以不變的波形和不變的聲速獲取聲探測信號的參數(shù)。需要指出的是所謂諧振式窄帶聲探測傳感器并不是只對某頻率信號敏感，而是對某頻率帶信號敏感，其它頻率帶信號靈敏度較低。聲探測傳感器的選擇應(yīng)根據(jù)被測聲探測信號來確定[12]。首先是了解被測聲探測信號的頻率范圍和幅度范圍，包括有可能存在的噪音信號。然后選擇相對感興趣的聲探測信號靈敏、對噪音信號不靈敏的聲探測傳感器進行檢測[13]。

就聲發(fā)射源定位而言，實際運用中大量遇到的是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的金屬材料（如壓力容器等），這類材料的聲向各向異性較小，聲波衰減系數(shù)也很小，，因此選用諧振式聲探測傳感器比較適合。聲探測源定位技術(shù)通常利用的是壓電效應(yīng)來進行檢測信號。所謂的壓電效應(yīng)是指某些電介質(zhì)在受到某一方向的外力作用而發(fā)生形變（包括彎曲和伸縮形變）時，由于內(nèi)部電荷的極化現(xiàn)象，會在其表面產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象，而利用壓電效應(yīng)的原理制作的傳感器就叫做壓電傳感器[14]。壓電傳感器主要應(yīng)用在加速度、壓力和力等的測量中，因此又叫做壓力傳感器。壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計。它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優(yōu)異的特點。壓電式加速度傳感器在飛機、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動和沖擊測量中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。壓電式傳感器也可以用于軍事工業(yè)，例如用它來測量槍炮子彈在膛中擊發(fā)的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。由此可見壓力傳感器的應(yīng)用范圍非常廣泛，它既可以用來測量大的壓力，也可以用來測量微小的壓力[15]。1.2.3數(shù)據(jù)采集儀數(shù)據(jù)采集就是在所監(jiān)測的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，例如溫度的變化、震動的發(fā)生、壓力的變化等等一些物理現(xiàn)象，通過傳感器捕獲這些信息然后轉(zhuǎn)換成模擬信號，再通過將傳感器采集道德模擬信號依次進行調(diào)理、采樣、量化、編碼和傳輸?shù)炔襟E，最后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送到計算機終端系統(tǒng)中進行處理、分析、存儲和顯示的過程[16]。首先，借助于各種類型的傳感器檢測外部世界的各種信號，將其轉(zhuǎn)換成電信號，然后進行信號的調(diào)理和A/D轉(zhuǎn)換，使之轉(zhuǎn)換成為能夠在數(shù)字系統(tǒng)中進一步處理的數(shù)字信號[17]，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖1-1所示:被測量聲震信號傳感器信號變換模擬信號記錄模擬信號處理A/D轉(zhuǎn)換數(shù)字信號處理A/D轉(zhuǎn)換數(shù)字信號記錄圖1-1

參考文獻[1]姜福興，XunLuo.微震監(jiān)測技術(shù)在礦井巖層破裂監(jiān)測中的應(yīng)用[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，201*.24[2]唐禮忠，潘長良，楊承祥.大規(guī)模深井開采微震監(jiān)測系統(tǒng)站網(wǎng)布置優(yōu)化[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，201*.25[3]中國科學(xué)院地質(zhì)研究所，巖體工程地質(zhì)力學(xué)問題平[M]，北京科學(xué)出版社，1986[4]孫鈞.面向21實際的巖石力學(xué)與工程.北京中國科學(xué)技術(shù)出版社。1996.6[5]潘一山，李忠華，章夢濤.我國沖擊地壓分布類型機制及防治研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，201*.22[6]姜福興，楊淑華，成云海等.煤礦沖擊地壓的微震監(jiān)測研究[J].金屬礦山，201*，（10）[7]中國地震局監(jiān)測預(yù)報司.數(shù)字地震觀測技術(shù)[M].北京地震出版社，201*[8]王煥義.巖體微震事件的精確定位研究[J].工程爆破，201*，7（3）[9]張銀平.巖體聲探測與微震監(jiān)測定位技術(shù)及其應(yīng)用[J].工程爆破，201*，8（1）[10]張誠.地震分析基礎(chǔ)[M].北京：地震出版社，1998[11]劉英利，徐建新.強震與微震觀測系統(tǒng)的研究[J].地震工程與工程振動，201*，26（3）[12]成云海，姜福興，張興民，等.微震監(jiān)測揭示的C型采場空間結(jié)構(gòu)及應(yīng)力場[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，201*，26（1）

[13]姜福興，王存文，楊淑華，等.沖擊地壓及煤與瓦斯突出和透水的微震監(jiān)測技術(shù)[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，201*，35（1）[14]李鳳琴，張興民，姜福興.煤礦井下微震監(jiān)測系統(tǒng)及應(yīng)用[J煤田地質(zhì)與勘探，201*，34（4）[15]李庶林，尹賢剛，鄭文達，等.凡口鋅礦多通道微震監(jiān)測系統(tǒng)及其應(yīng)用研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，201*，24（12）[16]Marano,s.Matta,V.Willett,P.Sequentialdetectionofalmost-harmonicsignals[J].IEEETransactionsonSignalProcessing,Vol.51,NO.2Feb.201*Page(s):395-406[17]GardnerW.A.,SignalTnterception.AUnifyingTheoreticalFranmewo--rkforFeatureDetection[J].IEEETrans.Vol.36,NO8,1998

畢業(yè)論文開題報告

２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：本課題研究的方向是基于聲信號的微震定位技術(shù)研究，通過本次設(shè)計方案實現(xiàn)準確的聲震動源定位。理論上時差定位的計算方法與步驟：設(shè)震源源點E的坐標為(x,y)，各個傳感器的坐標為(xi,yi)，則可以得到如下方程組：r02(xx0)2(yy0)2222r(xx)(yy)i1,2iii（2.1）rrrCtC(tt)ii0ii0其中各個傳感器的位置為(xi,yi)，這些位置均為實驗中測量得到，i0表示主傳感器，i1,2表示輔傳感器，ri表示震動源位置到第i個傳感器與震動源位置到主傳感器之間的距離之差，C為聲震動在空氣中的傳播速度340米/秒，tit0為課題中的主要數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)采集儀獲得。計算過程如下：對（2.1）式整理化簡可得到22222(xxi)x(yyi)y[ri(x0y0)(xiyi)]r0ri,i1,2（2.2）121設(shè)ki[ri2(x02y02)(xi2yi2)],i1,2（2.3）2則有(xxi)x(yyi)ykir0ri,i1,2（2.4）由式（2.4）表示的兩個方程構(gòu)成一個非線性的方程組。將r0看為已知可得到一個矩陣表達式

AXF(2.5)

式中

x0x1Ax0x2y0y1k1r0r1x,X,F

y0y2krry202當三個傳感器不在一條直線上的時候，可以知道A可逆，于是得到

XA1F

(2.6)

1A令aij22

因此由（2.6）式可得

xm1n1r0（2.7）ym2n2r0其中

miai1k1ai2k2,i1,2niai1r1ai2r2將式（2.7）代入r0的表達式，得到

2ar02br0c0（2.8）

式中

an12n221b(m1x0)n1(m2y0)n222c(mx)(my)1020將式（2.8）看為一元二次方程，由一元二次方程求根公式解出r0，然后代

入式（2.7）得到震動源位置(x,y)。

式（2.8）中，當b2ac時，方程組將有雙解，由于r0必須是正數(shù)，所以當兩根一正一負時，可以舍去負根，正根為非模糊的定位解，而若兩根都

2為正則出現(xiàn)模糊解。若bac，則方程組無實數(shù)解。這是因為存在噪聲干擾

和測量誤差使得原本可以相交的兩條雙曲線發(fā)生了平移且平移大至它們沒有交點。

本次課題實驗中，為使得后期數(shù)據(jù)處理的方便，擬采用以主傳感器為坐標原點的方法建立坐標系，將其他4個傳感器分別放置在距離主傳感器3米以內(nèi)的任意位置，為防止無解現(xiàn)象使得主傳感器與4個輔傳感器中任意2個都不在同一條直線上。

由式（2.1）可知，實際上實驗要采集的數(shù)據(jù)為以傳感器捕獲第一次震動信號的前后時間的差值。因此在聲震信號產(chǎn)生時，實驗要求數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以立刻以捕獲震動信號的第一個傳感器的時間為基準，其他傳感器依次獲得該次信號的時間與該基準時間的差值。因此對于數(shù)據(jù)采集是從5個傳感器采集得來的數(shù)據(jù)，所以要求系統(tǒng)能夠同時監(jiān)測多組數(shù)據(jù)；聲音在空氣中傳播的速度很快為340米/秒，所以聲震動的一個傳播周期大概在一毫秒內(nèi)就已經(jīng)傳過了3米的路程，而獲得的時間數(shù)據(jù)的準確性是課題成敗的關(guān)鍵，所以為保證數(shù)據(jù)的準確性必須要求數(shù)據(jù)采集儀具有可以精確到微秒級的電子時鐘。

多通道數(shù)據(jù)采集儀不僅具有采集通道多，多路并行監(jiān)測，可實時更新數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)采集精度高，系統(tǒng)穩(wěn)定性強，反應(yīng)速度快，可視化程度高并且它可以對測試的數(shù)據(jù)進行復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算等優(yōu)點，非常切合課題的設(shè)計要

求。所以本次課題采用的是帶有高精度電子時鐘的多通道數(shù)據(jù)采集儀作為數(shù)據(jù)采集的儀器。

對于聲信號到達時間進行精確測量時，需要選取一個統(tǒng)一的信號到達時間特征點。在本次課題中我選取的是零點，也就說信號電壓只要大于零的時刻即為信號到達時間值。

畢業(yè)論文開題報告

指導(dǎo)教師意見：指導(dǎo)教師：年月日所在系審查意見：系主任：年月日

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