太赫兹时域光谱技术提升煤岩界面识别的可行性与方法

本文主要探讨了基于太赫兹时域光谱技术的煤岩界面识别的可能性和实用性。太赫兹辐射，处于微波和红外光之间，因其独特的频谱特性，在材料分析领域有着广泛的应用潜力。在这个研究中，作者首先通过实验，选择了气煤和砂岩粉末作为研究对象，利用太赫兹时域光谱仪对其进行了测量，记录了当太赫兹脉冲穿越这两种不同的煤岩样本时产生的时间延迟和衰减情况。这些数据为理解煤岩界面的物理性质提供了关键信息。 接着，研究人员采用了Hilbert-Huang变换，这是一种非线性时间-频率分析方法，将太赫兹光谱从时域转换到时频域进行深入分析。相比于传统的快速傅里叶变换，Hilbert-Huang变换能提供更高的分辨率，使得分析人员能够更准确地捕捉到太赫兹脉冲在不同时间点的频率成分以及各频率成分的能量变化。这种方法特别适合于观察频率对吸收谱线动态影响的细微变化，有助于揭示煤岩界面的复杂吸收特性。 实验结果显示，通过Hilbert谱和边际谱分析得到的光谱特征值对于区分煤岩介质具有很高的敏感度和鉴别力。这表明太赫兹时域光谱技术在煤岩界面识别方面的应用具有显著的优势，它能够提供一种更为精确且直观的手段来解析和识别煤层中的岩相变化，这对于煤炭开采过程中的岩相控制和安全至关重要。 总结来说，本文通过实验证明了太赫兹时域光谱技术在煤岩界面识别中的有效性，特别是在结合Hilbert-Huang变换后，能够有效地提取和解读煤岩样品的光谱特征，从而为提高煤炭开采的精准性和安全性提供了新的科学依据和技术支撑。这一研究对于煤炭工业的智能化发展具有重要的理论和实践意义。