C-052 太原理工大学_白清_用于油气长输管道地质灾害预警的BOTDR技术
矿用电缆局部放电监测的最优二代小波包基降噪
矿用电缆局部放电监测的最优二代小波包基降噪唐明;梁得亮;王青山;刘骧【摘要】为了提高局部放电信号的信噪比,以便更准确地提取局部放电脉冲,在二代小波基础上,构造基于插值细分法的二代小波包,对矿用电缆在线监测中染噪的局部放电信号进行降噪处理.在搜索最优小波包基时,以均方根误差、信噪比与峰值误差作为评价指标,比较了阈值熵、香农熵、logenergy熵、SURE熵以及NORM熵的降噪效果.实验结果表明,从以上各种熵所搜索的最优小波包基去噪情况分析,阈值熵的综合性能最好,其均方根误差与峰值误差分别为8.792 4×10-4及0.021 1,细小毛刺干扰信号已被滤除,信号较为光滑,且保留了原始信号的大多数特征信息.【期刊名称】《西安交通大学学报》【年(卷),期】2013(047)012【总页数】7页(P32-37,76)【关键词】矿用电缆;在线监测;局部放电;最优小波包;信噪比【作者】唐明;梁得亮;王青山;刘骧【作者单位】西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,710049,西安;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,710049,西安;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,710049,西安;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,710049,西安【正文语种】中文【中图分类】TP311矿井中的高压电缆是煤矿电力传输的关键设备，担负着安全生产的重任。
统计数据显示，2010年全国煤矿共发生一次死亡10人以上重大和特别重大火灾事故5起，机电事故占4起，其中3起由井下电缆老化着火所致。
因此，对矿井中高压电缆绝缘缺陷进行在线监测，对降低矿井停电次数、减少矿井停电时间、保证井下安全用电具有重要意义［1］。
在矿用电缆绝缘状态检测中，局部放电在线监测是一种行之有效的手段。
但是，电缆在线监测所采集的局部放电信号常常淹没在背景噪声中，信噪比极低，给信号提取及故障诊断带来很大挑战［2-3］。
近年来的工程实践表明，小波分析在信号去噪中具有很多优越性，信号提取的实质是探求被测信号中包含与小波基函数最相关的分量［4］。
轻型合金超高速冲击防护性能和失效机理研究进展
包 装 工 程第44卷 第21期 ·24·PACKAGING ENGINEERING 2023年11月收稿日期：2023-10-07基金项目：国家自然科学基金重点专项（U22A20188）；国家自然科学基金（51974196，12302479）；山西省科技重大专项（202101120401008）；山西省基础研究计划（20210302124691） 轻型合金超高速冲击防护性能和失效机理研究进展张晓琼1，王涛1,2*（1.太原理工大学 机械与运载工程学院，太原 030024；2.太原理工大学 金属成形技术与重型装备全国重点实验室，太原 030024）摘要：目的 系统总结目前关于轻型金属合金及其复合层板在超高速冲击载荷作用下的冲击损伤模式和失效机理研究进展。
方法 搜集整理大量有关研究文献，从实验技术、轻型合金的超高速冲击下可视性的实验现象，以及高应变率加载条件下材料的微观组织结构演化机理三方面对最新研究进展进行梳理与总结。
结论 指出了目前轻型合金超高速冲击性能研究中的不足，并提出了未来研究方向的建议，为该领域轻质防护结构设计未来的研究方向提供了参考。
关键词：铝合金；镁合金；钛合金；超高速撞击；Whipple 结构；冲击防护；失效机理 中图分类号：TB484；O389 文献标识码：A 文章编号：1001-3563(2023)21-0024-12 DOI ：10.19554/ki.1001-3563.2023.21.004Research Progress on Hyper Velocity Impact Protection and FailureMechanism of Lightweight AlloyZHANG Xiao-qiong 1, WANG Tao 1,2*(1. College of Mechanical and Vehicle Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China; 2. State Key Laboratory of Metal Forming Technology and Heavy Equipment, Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024, China) ABSTRACT: The work aims to summarize the current research progress on impact damage modes and failure mechanisms of light metal alloys and composite laminates subject to hyper velocity impact loads. A large amount of relevant literature was collected and summarized and the latest research progress was sorted out and summarized from experimental techniques, experimental phenomena of visibility of light alloys under hyper velocity impact, and microstructure evolution mechanism of materials under high strain rate load. The shortcomings of current research on hyper velocity impact properties of light alloys are pointed out and some suggestions are put forward for future research directions, which can provide reference for future research directions of lightweight protective structure design in this field.KEY WORDS: aluminum alloy; magnesium alloy; titanium alloy; hyper velocity impact; Whipple structure; impact protection; failure mechanism在航空航天等领域中开展先进结构的设计时需要考虑材料的4类特性：性能、成形性、环保以及成本[1]。
水煤浆煤气化粗渣水流分级提炭分质
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 3 期水煤浆煤气化粗渣水流分级提炭分质高增林，张乾，高晨明，杨凯，高志华，黄伟（太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室，山西 太原 030024）摘要：煤气化渣提炭分质是实现其减量化、无害化、资源化利用的关键。
本文以榆林地区气化粗渣为原料，利用自研的水流分级装置，研究了粗渣直接水流分级与先湿法筛分再水流分级组合的提炭分质特性。
结果表明：水流分级能够高效实现粗渣中的炭灰分离，通过调整水流速和叶轮转速，所得浮渣烧失量最高可达43.16%，尾渣烧失量则低至6.63%。
先湿法筛分再水流分级组合能够进一步提高粗渣中炭的回收，尤其是对于0.5~0.18mm 粒级样品，其烧失量可提高至70.05%，该方法相对于直接水流分级其可燃体回收率和综合效率均显著提高。
对粗渣及水流分级所得样品微观结构分析发现，残炭颗粒多呈不规则形状，表面粗糙且孔隙发达，灰颗粒则主要为大小不一的熔融球体和不规则的表面光滑且致密的颗粒。
密度测定结果表明，分级样品的残炭含量越高，其密度越小。
关键词：煤气化渣；粗渣；水流分级；筛分；残炭；密度中图分类号：TQ530 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2024）03-1576-08Extraction and separation of carbon from coal water slurry gasificationcoarse slag by waterflow classifierGAO Zenglin ，ZHANG Qian ，GAO Chenming ，YANG Kai ，GAO Zhihua ，HUANG Wei(State Key Laboratory of Clean and Efficient Utilization of Coal-Based Energy, Taiyuan University of Technology, Taiyuan030024, Shanxi, China)Abstract: Extraction and separation of carbon from coal gasification slag is the key to realize its reduction, harmless and resource utilization. This paper takes Yulin gasification coarse slag as raw material and uses the self-developed waterflow classifier, to study the carbon extraction and separation from coarse slag combined with direct waterflow classification and first wet screening and then waterflow classifier. The results showed that the waterflow classifier can effectively achieve the separation of carbon and ash in the coarse slag. By adjusting the water flow velocity and impeller speed, the highest loss on ignition of the floating slag can reach 43.16%, and the loss on ignition of the tail slag can be as low as 6.63%. The combination of wet screening and waterflow classifier can further improve the recovery of carbon in coarse slag, especially for 0.5—0.18mm medium-size samples, the loss on ignition can be increased to 70.05%, this method was significantly higher than the direct waterflow classifier combustible recovery and comprehensive efficiency. The microstructure analysis of products obtained from coarse slag and waterflow classifier showed that the residual carbon particles were mostly irregular in shape, with rough surface and developed pores, while the ash particles were mainly molten spheres of different sizes研究开发DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0407收稿日期：2023-03-17；修改稿日期：2023-06-24。
第一批“四个一批”项目
第一批安全科技“四个一批”项目
近日，国家安全监管总局在“关于加强安全生产科技创新工作的决定”中提到：切实实施好第一批安全科技“四个一批”项目（详见附件）。
各项目有关单位要进一步明确分工、落实责任、强化考核，确保项目取得实效。
有关科研攻关课题单位要集中优势资源和人才，有序有效地组织攻关，尽快取得突破。
各级安全监管监察部门要高度重视安全科技成果转化、推广应用和技术示范工作，制定具体办法和措施，综合运用法律、行政、市场等手段，推动安全技术成果转化率和应用率的提高。
要建立项目实施进展情况定期通报制度，开展专题交流督导和执行情况评估，及时研究解决项目实施过程中的问题。
附：第一批安全科技“四个一批”项目
一、一批安全生产科研攻关课题
二、一批可转化的安全科技成果
三、一批推广的安全生产先进适用技术
四、一批安全生产技术示范工程。
V-Vo-Co3O4_催化剂的制备及其析氧性能的研究
近年 来,科 研 人 员 采 用 不 同 的 策 略 来 提 高 Co3O4 的导电性,进 而 提 高 其 催 化 活 性。 缺 陷 工 程 可以有效地调整催 化 剂 的 表 面 性 质 和 电 子 结 构,从 而增强 对 OER 的 电 催 化 活 性 。 [4-5] 如 WANG et al[3]使 用 强 还 原 剂 NaBH4 处 理 Co3O4,经 NaBH4 处理后成功在 Co3O4 纳米线 中 引 入 了 氧 空 位,所 得 到的富氧空位的 Co3O4 比初始的 Co3O4 的 OER 催
0引 言
阳极析氧 反 应 (OER)的 缓 慢 动 力 学 和 高 过 电 位是电解水制 氢 的 主 要 障 碍。 制 备 高 活 性 的 OER 催化剂,可以有 效 提 高 电 解 水 效 率。 贵 金 属 基 材 料 如 RuO2 和IrO2,被 认 为 是 最 先 进 的 电 催 化 剂,然 而 ,这 些 贵 金 属 基 材 料 的 低 储 量 、高 成 本 和 低 长 期 耐 久 性 严 重 限 制 了 其 广 泛 应 用 。 因 此 ,开 发 低 成 本 、高 性能、长期稳定性良好的 OER 催化剂意义重大。
第47卷 第2期 2024 年 3 月
煤炭转化
COAL CONVERSION
Vol.47 No.2 Mar.2024
基于修正ＤＥＭＡＴＥＬ_的同桥并行管道风险评价
Ｒｉｓｋ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ Ｌａｉｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｓａｍｅ
Ｂｒｉｄｇｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ ＤＥＭＡＴＥＬ Ｍｅｔｈｏｄ
Ｚｈａｎｇ Ｐｅｎｇ １ Ｔａｎｇ Ｍｉｎｇ １ Ｆａｎ Ｃｈａｏｈａｉ ２ Ｑｉｎ Ｇｕｏｊｉｎ １
系ꎬ 导致 评 价 结 果 不 准 确ꎬ 进 而 导 致 决 策化 语 言 ( 没 有ꎬ 较 小ꎬ 一 般ꎬ 较 大ꎬ
非常大) 度量各指标之间的关系ꎬ 通过专家确定
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ｏｄ ａｎｄ ｗｅｉｇｈｔ￣ｖａｒｉａｂｌｅ ｔｈｅｏｒｙ ｃａｎ ｐｒｅｃｉｓｅｌｙ ｃａｐｔｕｒｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ａｍｏｎｇ ｖａｒｉｏｕｓ ｉｎｄｅｘｅｓ. Ｔｈｅ ｒｉｓｋ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｉｎｄｅｘ
ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｉｓｋ ｌｅｖｅｌ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ ｆｏｒ ｅａｃｈ ｉｎｄｅｘ ｗｅｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｆｏｒ ｂｒｉｄｇｅ￣ｓｈａｒｉｎｇ ｐａｒａｌｌｅｌ ｐｉｐｅｌｉｎｅｓꎬ
间关系ꎬ 被广泛运用于复杂系统中各因素的重要性
因素的作用ꎬ 其值越大ꎬ 影响作用越强烈ꎻ 原因度
鉴于上述研究ꎬ 笔者结合资料分析、 现场调研
值越小ꎬ 被影响作用越强烈ꎮ 相关计算公式为:
Ｍｉ ＝ ｄｉ ＋ Ｇｉ
(３)
分析 [８] ꎮ
等方式ꎬ 建立同桥并行油气管道间风险评价指标体
管道地质灾害监测预警系统[发明专利]
![管道地质灾害监测预警系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/24bbadf851e2524de518964bcf84b9d528ea2c96.png)
专利名称：管道地质灾害监测预警系统
专利类型：发明专利
发明人：顾清林,么惠全,姜永涛,毛建,赵冬野,席莎,黄建忠,郭磊,田得雨,卢晶晶,刘翼,艾虎,张毅,郑策
申请号：CN201811061907.3
申请日：20180912
公开号：CN110895865B
公开日：
20220510
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种管道地质灾害监测预警系统，属于管道监测技术领域。
该系统包括：数据采集装置、数据传输装置和数据处理装置；数据采集装置包括：至少一个振弦式传感器、至少一个光纤光栅式传感器和至少一个电位式传感器和数据采集和处理单元；至少一个振弦式传感器、至少一个光纤光栅式传感器和至少一个电位式传感器包括：应变计、位移计、压力计、多点位移计、雨量计、温度计和加速度计；数据采集和处理单元用于将采集数据传输给数据传输装置；数据传输装置用于将采集数据发送给数据处理装置；数据处理装置用于对采集数据中的数据进行解析及数据分析，确定管道及地质灾害的预警级别。
该系统涵盖如此多类型的传感器，可以针对更多的灾害类型。
申请人：中国石油天然气股份有限公司
地址：100007 北京市东城区东直门北大街9号中国石油大厦
国籍：CN
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国家温室气体自愿减排方法学(第一批)备案清单
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用户使用的热能，可包括或不包括电能
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2.2版
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通过废能回收减排温室气体
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4.0版
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户外和街道的高效照明
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B , T0 B 0 , T0 1 C
(3)
其 中 ， C - 应 变 系 数 （ 在 实 验 中 标 定 ） ，
B 0 , T0 -初始状态下的布里渊频移， -应变
该变量。因此，只需要在确定出光纤轴向沿线分 布的布里渊频移 B 即可计算出对应位置的应变 量。 为了确定 B ，必须先获取布里渊散射光谱。 光纤中的布里渊散射光谱具有洛伦兹(Lorentzian)) 谱线分布，即：
基金项目：山西省煤基重点科技攻关项目（编号：MQ2014-09）；山西省煤层气联合研究基金资助项目（编号：2015012005） 批注 [微软用户1]: 字号不一致
1. 引言
随着我国“西气东输”工程的大力推进和油气 产业的蓬勃发展，油气长输管道的铺设量日益增 加。作为国家重要的基础设施，长输管道的供输 安全对于保障国家能源正常供应具有重要意义。 由于油气长输管道多埋设于偏僻的野外环境，周 边地质条件复杂，地质灾害（如山体滑坡、地面 沉降、坍塌等）的发生会对管道安全造成重大威 胁，因此地质灾害预警是保证长输管道安全运营 急需解决的重要问题。 目前，针对油气管道典型地质灾害和铺设环 境中的理论分析与数值模拟研究已得到广泛关注 [1-3] ，并且有关长输油气管道沿线地质灾害的监测 和预警技术研究也取得了丰富的成果 [4]，主要的 监测技术包括多点应变计[5]、光纤光栅准分布式 应变传感器[6]、 GPS位移传感器和SI地震传感器等 [7] 。但上述监测方式多局限于点式或局部网络监 测，不易建立起系统的监测网络，也不易实现连 续实时监测，难以满足管道长输管道地质灾害实 时预警要求。 本文提出一种基于布里渊光时域反射技术 （BOTDR）的全分布式应变测量技术，其利用脉 冲光作为探测光源，采用相干探测的方法接受布 里渊散射光，同时结合外差扫频法实现布里渊增 益谱的解调，最终通过应变监测的手段实现分布 式长输管道的地质灾害预警。
用于油气长输管道地质灾害预警的BOTDR技术
白清，王云才*，靳宝全，刘毅，王东
(太原理工大学 新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室，山西 太原 030024）
摘
要： 地质灾害预警是保证长输管道安全运营急需解决的重要问题。为解决传统长输管道地质灾 害预警技术存在的测点分散、预警网络复杂度高、全程覆盖困难等问题，设计了一种利用布里渊光时 域反射（BOTDR）技术实现分布式应变测量的监测方案。方案采用声光调制器产生脉冲探测光进入传感 光纤，利用相干探测的方式获取拍频信号，同时结合外差式频率扫描的方法解调布里渊增益谱，从而得到 布里渊频移量随传感光纤距离的分布曲线，最终实现应变的分布式测量。实验结果证明，该方案传感距离 可达10.2km，空间分辨率为3m，布里渊频移解调精度为± 0.88MHz，相当于应变测量精度为40με，基本满足 长输管道地质灾害预警技术的指标要求。
*Corresponding
author: WANG Yun-cai
E-mail: wangyc@
Abstract: The geological hazard forecast-warning is a significant issue for security operation of long-distance oil or gas pipelines. However, several problems existed in traditional techniques of geological hazard forecast-warning commonly. For instance, superabundant decentralized measure points and too complex network components increases the difficulty of the whole coverage. To solve these problems, a strain measurement scheme was designed based on Brillouin optical time domain reflectometer (BOTDR) technique. In the scenario, the pulse probe light modulated by an acoustic optical modulator was launched into sensing optical fibers and we eventually obtained the beat frequency signal through coherent detection. Then, the Brillouin gain spectrum was figured out via heterodyne frequency sweeping. Ultimately the curve of Brillouin frequency shift (BFS) versus sensing fiber length was plotted to realize the strain distributed measurement. The experimental results demonstrated that the scheme completed the strain measurement for a sensing length of 10.2km with a spatial resolution of 3m. The accuracy of BFS at the far end of the sensing fiber was ±0.88MHz, which is corresponding to the strain accuracy of 40με. The parameters above satisfy the requirements of the geological hazard forecast-warning for long-distance oil or gas pipelines in principle Keywords: Strain measurement, Brillouin optical time domain reflectometer, Distributed measurement, Geological hazard forecast-warning
Key Laboratory of Advanced Transducers and Intelligent Control Systems (Ministry of Education and Shanxi Province), Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China;
泵浦光(入射光)存在频移差 B [8] ，即：
B p s as p
2n
p
Va
（1）
其中： B -频移差，n-光纤有效折射率， p -泵浦 光波长，V a -光纤中的声波速度。在普通的硅玻璃 光纤中，其布里渊频移为11GHz左右。 图1为室温实验条件下，入射光波长为 1551.72nm时， 观察到的一段G652光纤后向散射光 谱中的三个波峰。瑞利散射光波长等于入射光波 长，约为1551.72nm，反斯托克斯光和斯托克斯光 对称分布于瑞利散射光左右两侧，其波长与瑞利 散射光波长的差值均为0.086nm， 对应的频率约为 10.708GHz。
图1 室温条件下，波长1551.72nm入射光的后向散射光谱 Fig.1 The backscatterring spectrum of pump Light with 1551.72nm wavelength at room temperature
2. BOTDR应变检测原理
2.1布里渊散射 常温情况下，光纤内部微观粒子的无规则热 运动导致光纤中存在自发的声波场。其中，沿光 纤前向或后向传播的声波场会对光纤的折射率产 生周期性调制作用。因此自发声波场可以看作一 个以一定速度 V a 向前或向后运动的光栅。光纤中 的入射光波与该运动光栅相互作用，形成自发布 里渊散射。根据多普勒效应，当入射光波与该光 栅运动方向相同时，布里渊散射光为频率下移的 布里渊斯托克斯光，当入射光波与该光栅运动方 向相反时，布里渊散射光为频率上移的布里渊反 斯托克斯光。这两种布里渊散射光的频率相对于
L
监测入纤峰值功率，99%支路进入传感光纤。为 便于做对比试验，传感光纤由3部分构成，分别是 10.133km的G652光纤 （FUT1） 、 103m的G652光纤 （ FUT2）和 100m的 G652光纤（ FUT3 ） 。为便于 实验，FUT2置于光纤恒温箱中，通过改变恒温箱 温度来模拟应变量的改变。传感光纤末端施加小 半径（约0.2mm）弯曲，用于消除光纤末端的菲 涅尔反射。返回的后向散射光经过EDFA放大，并 由DWDM滤除ASE噪声， 通过50:50的耦合器与本 征参考光一起进入光电探测器，进行相干拍频探 测。 （2）电域链路：光电探测器输出信号为本征 参考光和放大后的后向散射光之间的拍频信号， 中心频率为布里渊频移。微弱信号首先经过 8-12GHz的带通滤波器， 滤除相干瑞利噪声和ASE 拍频噪声；有用信号经低噪放大器后与本振微波 源混频，混频后的低频信号经过频谱仪（设定为 Zero Span模式，触发源由脉冲发生器提供）转换 为“功率-时间”分布曲线。通过改变可调谐微波源 的中心频率并配合软件处理算法， 可实现基于“频 率扫描法”的布里渊频移解调方案， 以实现分布式 光纤应变测量。
关键词：应变检测；布里渊光时域反射；分布式测量；地质灾害预警
BOTDR technique applied for the geological hazard forecast-warning of long-distance oil or gas pipelines