大家好,今天小编来为大家解答时间域这个问题,空间域很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!
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一、时间域与频率域有什么区别
1、时域是控制系统在一定的输入下,根据输出量的时域表达式,分析系统的稳定性、瞬态和稳态性能。
2、频域是研究控制系统的一种工程 *** 。控制系统中的信号可以表示为不同频率的正弦信号的合成。描述控制系统在不同频率的正弦函数作用时的稳态输出和输入信号之间关系的数学模型称为频率特性,反映了正弦信号作用下系统响应的性能。
3、时域是在初值为零时,一般都利用传递函数进行研究,用传递函数间接的评价系统的性能指标。
4、频域是应用频率特性研究线性系统的一种图解 *** 。频率特性和传递函数一样,可以用来表示线性系统或环节的动态特性。建立在频率特性基础上的分析控制系统的频域法弥补了时域分析法中的不足,因而获得了广泛的应用。
5、时域是以时间轴为坐标表示动态信号的关系,频域是把信号变为以频率轴为坐标表示出来。一般来说,时域的表示较为形象与直观,频域则更为简练,剖析问题更为深刻和方便。目前,信号分析时域和频域发互相联系,缺一不可,相辅相成的。
6、时域是真实世界,是惟一实际存在的域。因为我们的经历都是在时域中发展和验证的,已经习惯于事件按时间的先后顺序地发生。而评估数字产品的性能时,通常在时域中进行分析,因为产品的性能最终就是在时域中测量的。
7、频域尤其在射频和通信系统中运用较多,在高速数字应用中也会遇到频域。频域最重要的性质是:它不是真实的,而是一个数学构造。时域是惟一客观存在的域,而频域是一个遵循特定规则的数学范畴,频域也被一些学者称为上帝视角。
8、以上内容介绍:百度百科-时域百度百科-频域
二、时间域电磁场的基本特点
1、时间域电磁法中的瞬变场,是指那些在阶跃变化电流作用下,地中产生的过渡过程的感应电磁场。因为这一过渡过程的场具有瞬时变化的特点,故取名为瞬变场。与谐变场情况一样,其激发方式也有接地式和感应式两种。在阶跃电流(通电或断电)的强大变化磁场作用下,良导介质内产生涡旋的交变电磁场,其结构和频谱在时间与空间上均连续地发生变化。
2、在过程的早期,频谱中高频成分占优势,因此涡旋电流主要分布在地表附近,且阻碍电磁场的深入传播。在这一时间内,电磁场主要反映浅层地质信息。随着时间的推移,介质中场的高频部分衰减(热损耗),而低频部分的作用相对明显起来,增加了穿透深度。在往下传播过程中遇到良导地层时,其中产生较强的涡旋电流,且其持续时间也较长。
3、在过程的晚期,局部的涡流实际上衰减殆尽,而各层产生的涡流磁场之间的连续相互作用使场平均化。这时瞬变电磁场的大小主要依赖于地电断面总的纵向电导。
4、瞬变电磁场状态的基本参数是时.间.。这一时间依赖于岩石的导电性和收-发距。在近区的高阻岩石中,瞬变场的建立和消失很快(几十到几百毫秒);而在良导地层中,这一过程变得缓慢。在远区这一过程可持续到几秒到几十秒,而在较厚的导电地质体中可延续到一分钟或更长(朴化荣,1990;傅良魁,1991;牛之琏,1992)。
5、由此可见,研究瞬变电磁场随时间的变化规律,可探测具有不同导电性的地层分布(各层的纵向电导或地层总的纵向电导)。也可以发现地下赋存的较大的良导矿体。
6、瞬变电磁场的激发源即一次磁场,是通过两种途径传播到观测点的。之一种途径是电磁能量直接经过空气瞬时传播到观测点处。这时地表的每个波前点又成为新场源(根据惠更斯原理),离发射装置足够远处,在地表面上形成垂直向下传播的不均匀平面波。第二种途径是,由发射装置直接将电磁能量传入地中(从接地电极流进的或由电磁感应产生的)。这时,由于大地的趋肤效应不可能立即在深部激发出瞬变场,而过一段时间后才能形成。由此可见,在过程早期上述两种传播方式的一次场,在时间上是分开的,第二种方式建立的比较迟缓。随着时间的推移,这两种场叠加在一起,即形成瞬变场的极大。在晚期之一种场实际上衰减殆尽,第二种场则占优势。
7、瞬变场与谐变场比较,在结构上差别很大。谐变场的结构是由一种频率的涡旋电流磁场之相互作用来决定。而瞬变场的结构是从过程的一开始就由多种频率的涡旋电流磁场的相互作用所决定,电磁场各分量,如Ex(t)、Bz(t)和∂Bz(t)/∂t的瞬时值依赖于所有谐波频率的总合,其中包括超高频和超低频。在数学上可借助于傅里叶变换式来描述这一过程,即
8、式中函数F可代表E、B、∂B/∂t,而F(ω)/-iω代表阶跃电流电磁场的频谱密度。由此可见,如果在很宽频带内已知频率域电磁响应,则可利用上述傅里叶反变换确定瞬变电磁场响应。这一道理的物理基础是,它们都研究基于电磁感应定律的涡旋电磁场,具有相同的物理原理。
9、在图2-4-3上形象地给出了谐变场和瞬变场的涡旋电流场的结构。由于瞬变电磁场服从热传导方程的规律,故随时间的增加该场向深处传播过程中逐渐向外扩散,即可借用“烟圈”效应这一名词来描述。
10、图2-4-3谐变场(远区)和瞬变场(晚期)涡旋电流的结构
11、下面考察远区瞬变电磁场随深度的衰减规律。在频率域中电场强度按指数规律衰减,即
12、为忽略位移电流时的瞬变场扩散参数,对无磁性介质并采用国际单位时,可写为τ
13、借助于欧姆定律,将(2-4-3)式转变为电流密度表达式:
14、当z=0时,函数Φ(u)=0,且随u=2πz/τ的增加,概率积分值迅速增大而逼近于1,即电流密度随深度很快减小(见图2-4-4)。电流密度随深度的变化曲线具有拐点z=τ/2π(函数Φ(u)的三阶导数等于零)。形式上认为这一深度是对瞬变场测量结果产生有效影响的极限深度,即此定义虽然有一定程度的臆断性,但是在瞬变场野外工作中不失其意义。
15、图2-4-4瞬变场电流密度与深度的关系
16、与谐变场情况一样,在研究瞬变场过程中也引入量纲为一的归一距离:
17、由此可见,归一参数u的平方倒数正比于介质电阻率。在近区2πr/τ《1,即收-发距很小或τ(或t)很大(晚期时间段)。在远区2πr/τ》1,即收-发距很大或τ(或t)很小(早期时间段)。
18、我们从频率域和时间域电磁场的讨论中不难看出:kr和u,λ和τ,以及T和2πt之间存在着形式上的类比关系。
三、时间域电磁法
时间域电磁法(TDEM)或称瞬变电磁法(TEM),它也是利用电磁感应的原理,与频率域电磁法的本质是一样的,但在场的激发和观测方式上是有区别的。时间域电磁法是以不接地回线或接地线源通以脉冲电流(发射场源采用具有周期性的脉冲序列,如矩形、梯形、半正弦波和三角形波等。)为场源,以激励探测目标感应二次电流,在脉冲电流间隙期间测量二次场随时间变化的响应。二次场从产生到结束的时间是短暂的,这就是“瞬变”或“过渡过程”名词的由来。
从 *** 机理来说,频率域 *** 和时间域 *** 没有本质的不同。前者研究谐变场特点,后者研究不稳定场特点,两者可借助傅里叶变换相联系。在某些条件下,一种 *** 的数据可以转换为另一种 *** 的数据。
5.5.2.2瞬变电磁法的技术特点及应用范围
时间域电磁法总的技术特点是时空可分性。它的观测是在脉冲间隙中进行,不存在一次场源的干扰,称之为时间上的可分性。脉冲是多频率的合成,不同的延时观测的主要频率不同,相应时间的场在地层中的传播速度不同,调查的深度也就不同,即为空间的可分性。由上述两种可分性,时间域电磁法与频率域电磁法相比,具有如下特点。
a.可以采用同点组合(同一回线,重叠回线等)进行观测,使与探测目标的耦合最紧,取得的异常强,形态简单,分层能力强。
b.观测纯二次场,增强电性分辨能力;在高阻围岩地区不会产生地形起伏影响的假异常;
在低阻围岩区,由于是多道观测,早期道的地形影响也较易分辨。
c.通过多次脉冲激发、场的重复测量叠加等技术,提高信噪比和观测精度。
d.一般只测量磁场分量,因而受地表电性不均匀影响小;有穿透低阻覆盖的能力,探测深度大。
e.线圈点位、方位或接收距要求相对不严格,测地工作简单,工效高。
f.剖面测量与测深工作同时完成,提供了更多有用信息,减少了多解性。
其缺点是理论计算和数字模拟较复杂,且仪器性能要求较高。
由于这些特点,伴随仪器的数字化和智能化,功率的增大,解释水平的提高,现在瞬变电磁法不仅是剖面的 *** ,也是测深的 *** 。可以解决的地质问题相应扩大,国内外的实践表明,可以解决的地质问题有:矿产勘探、构造探测、水文与工程地质调查、环境调查与监测以及考古等,几乎涉及物探工作的各个领域。特别需要指出的是近年在找水、市政工程、土地盐碱化和污染调查,以及浅层石油构造填图都有良好的效果。
瞬变电磁 *** 野外工作中,广泛采用剖面测量 *** 。与其他电法勘探 *** 一样,主要有三个特定目的:①发现目标地质体引起的异常;②与地质及其他物化探资料相结合,较充分地确定异常的性质;③获取地质目标体的倾向,走向长度、埋深及倾角等方面的资料。由于剖面测量中采用了多道观测,实际上也完成了测深测量,可以得到多种剖面曲线及测深图,得到丰富的信息。
5.5.2.3工作装置、仪器和观测参数
将发、收线框(回线)间的空间相互位置关系称为工作装置或观测系统。其野外工作 *** 有多个变种,施工布置 *** 也有很大的差别。一般而言,可将其工作装置分为以下四类:剖面测量装置;测深测量装置;井中装置;航空装置。
剖面测量装置如图5.5.2所示。图5.5.2中(a)、(b)、(c)三种装置,在进行剖面测量时,接收回线Rx与发射回线Tx相对位置不变,整个装置沿测线移动观测。大定源装置Tx不动,接收线框Rx沿测线移动观测。大定源和中心回线装置可进行x、y、z三分量测量。
测深装置如图5.5.3所示。中心回线的接收回线位于发射回线中心,其他三种装置的极距(r)一般大致等于探测目标的深度。
目前,西方国家有四种专用瞬变电磁系统,即加拿大的PROTEM系统、PEM系统、UTEM系统和澳大利亚的SIROTEM系统。近年来,随着电法仪器的集成化和一体化,各种多功能电测系统(如加拿大的V-5和美国的GDP-32)也具有测量瞬变电磁场的功能。我国也已研制和生产瞬变电磁仪,如国土资源部物化探研究所的WDC系列、中南工业大学的SD系列等。
用感应电压与发射脉冲电流归一化参数。即仪器读数为V(t)/I,单位为μV/A,如SD-1系统。以感应电压与一次场电压的比值为参数,即仪器读数为V(t)/V1×l00%,如PEM系统。归一到某个放大倍数,如EM-47、EM-57、EM-67系列,仪器读数为M=V(t)G(2N),这里V(t)为接收线圈电压,G为前置放大器放大倍数;2N为仪器公用通道放大倍数。
在环境调查工作中,对野外采集的数据经处理后,形成的成果图中最常用的是视电阻率曲线、视电阻率平面或断面等值线图或拟断面图,以此来分析和解释地电特征。
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