光电探测技术是一种利用光电效应将光信号转换为电信号的技术。光电倍增管（PMT，PhotoMultiplier Tube）是一种利用光电效应工作的电子器件，广泛应用于高灵敏度和高速光信号探测。光电倍增管具有高灵敏度、高响应速度和较大的接受面积等特点，能够探测微弱的光信号以及快速脉冲光信号。光电倍增管的基本工作原理是利用光电效应和次级电子发射的倍增过程。当光子入射到光阴极上，会产生光电子，这些光电子被电场加速并聚焦到第一个倍增极上，每个光电子在倍增极上产生3~6个二次电子，经过一系列倍增极的增益作用，最终在阳极收集到10^4~10^9个电子，从而输出较大的光电流。 在设计光电倍增管的应用电路时，需要考虑多个方面，以确保电路设计合理并能够有效地放大和处理光电倍增管的输出信号。通常，光电倍增管的应用电路包括负高压偏置电路、阳极电流I/V转换电路和同比例放大电路。负高压偏置电路能够为光电倍增管提供适当的电压，使得电子加速和倍增过程能够顺利进行。阳极电流I/V转换电路用于将收集到的电流信号转换成电压信号。而同比例放大电路则是将I/V转换后的电压信号进一步放大，以便后续的信号处理。通过对各个部分电路的精确设计和优化，可以得到较高的信号放大能力，并减小与实际测量结果的误差。本文的设计仿真结果与实际实验测得的输出电压误差为0.781mV，显示出电路设计的高精度和可靠性。 根据本文的介绍，光电倍增管的外围电路设计是否合理，会直接影响到探测器的工作范围和效果。外围电路需要根据探测系统的具体要求来进行设计，以确保光电倍增管的工作性能可以得到充分发挥。常见的光电倍增管类型包括直线聚焦型、环状聚焦型、百叶窗非聚焦型、盒式非聚焦型等，不同的类型适用于不同的应用环境和要求。 在20世纪80年代之后，光电倍增管进入快速发展的阶段，出现了各种结构和功能的光电倍增管。光电倍增管的应用范围非常广泛，包括医学成像、高能物理实验、天文学观测、核辐射监测等领域。由于其在探测微弱光信号方面的能力，光电倍增管成为了闪烁体探测器中不可或缺的组成部分。在实际应用中，根据探测器的特定需求，对光电倍增管的外围电路进行精心设计和调整，可以极大地提高探测器的性能，满足科研和工业应用中的高标准要求。

基于CCD的侧向散射激光雷达不受几何因子的影响, 是探测近地面气溶胶的有力工具。夜晚的探测技术已成熟, 由于背景光中夜晚的月光和星光远弱于白天的太阳光, 故利用夜晚探测技术得到的白天气溶胶信噪比很低。实验中选用窄带滤光片和小张角镜头, 通过校正窄带滤光片透射率、缩短单次曝光时间、多次曝光平均等技术可有效提高白天探测气溶胶的信噪比。白天个例表明, 侧向散射激光雷达与后向散射激光雷达反演的气溶胶后向散射系数廓线在0.75~1.50 km范围内的变化趋势一致, 并对0.75 km以下侧向散射激光雷达探测的正确性进行了验证。对合肥地区近地面气溶胶后向散射系数进行了37 h的连续昼夜探测, 并与同一地点的温度、PM2.5质量浓度联合进行分析。研究表明, 改进后的白天侧向散射激光雷达技术是正确、可行的。

通过地面与井下2种瞬变电磁仪的灵活运用及其视电阻率值的分析,对黔南地区某煤矿采空区的位置及含水情况进行探测,并利用打反向钻孔与水质化验分析的方法对探测结果的准确性进行验证,分析了瞬变电磁法的使用效果,也为该煤矿的安全生产提供了可靠依据。

阐述了直流电法超前探测技术的地球物理前提、原理、工作方法和资料解释。在煤矿井下巷道掘进中,查明掘进工作面巷道前方断层、裂隙带、陷落柱等富水异常区位置是煤矿安全生产急需解决的水害问题。为解决此类难题,利用直流电法超前探测技术,对掘进巷道进行超前探测工作。通过在某矿探测实例证明,此方法对含水断层有较好的探测效果,为保证巷道安全掘进起到了关键性的作用。

为了有效对带压回采工作面进行底板改造,保证工作面安全回采,赵家寨煤矿应用YD32(A)高分辨电法仪对12212工作面进行了探测。介绍了YD32(A)高分辨电法仪三极测深技术的工作原理及探测方法,简述了该技术在赵家寨煤矿12212工作面底板水害防治工作中的应用,并提出了在探测过程中应注意的一些问题,通过钻探验证及注浆后进行物探复测检验,效果较好。

矿井水害是制约煤矿安全高效生产的主要地质灾害之一,对其进行预测和预防有着非常重要的意义。分析了瞬变电磁法、直流电法的技术手段和应用特点,以同煤集团下属某矿井为例,以瞬变电磁法、直流电法同时进行探查作业,并对2种方法得出的数据进行分析。实证结果表明,这2种方法都可以有效判断煤矿井下富水区域位置,数据重合位置相对富水性区域几率较大,为掘进工作提供指导。在应用时,可以利用两者结合的综合物探技术,既提高探测的精度,又通过互相验证提高了探测可靠性。

为解决巷道掘进过程中迎头前方水害状况,采用瞬变电磁技术超前探测巷道迎头前方的富水性情况。现场采用重叠回线装置,固定探测仪器设备和参数,固定现场解释分析人员,降低系统误差,总结巷道掘进验证情况,为天煜恒晋煤业井下巷道安全掘进提供了技术指导。

矿井安全生产受前方采空区、断层破碎带等复杂地质因素制约,矿井槽波超前探技术的逐步完善提高了采空边界、断层的探测精度。对矿井槽波探测特性提出了系统的数据处理方法,对比分析了现有观测系统布置方式,提出了二分量SH槽波探测观测系统;依据SH槽波的特性,提出了利用带通滤波结合τ-p域波场分离技术实现波场分离;从而为巷道超前地质预报提供必要的技术支持。

针对平朔矿区东部的山西中煤杨涧煤矿9号煤层地质水文状况,采用地面核磁共振与瞬变电磁联合探测技术,对该矿老空水进行综合探测。该项技术采用地面核磁共振法,对浅部地层水文分布进行反演;采用瞬变电磁法,对更深处地层电阻率进行分析;利用阿尔奇定律,对二者反演结果进行综合分析,进而获得最终所需的水文地质结构反演结果图。实践表明,该项技术适用于煤层水文结构勘测,可以确定地下水分布状况,为煤矿防治水工作提供可靠的依据。

地下水污染地球物理探测技术指南 （试行）