油氣管道內(nèi)檢測設(shè)備的極低頻定位系統(tǒng)研究
本文關(guān)鍵詞:油氣管道內(nèi)檢測設(shè)備的極低頻定位系統(tǒng)研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:管道是石油、天然氣等原料傳輸?shù)闹饕浇?由于管道運行環(huán)境及其復(fù)雜,隨著運行時間的增加,管道內(nèi)部通常積累了很多雜質(zhì)。因此,定期對管道進行檢測和清管是維護管道健康運行的關(guān)鍵,這些工作大都由管道內(nèi)檢測設(shè)備和清管器協(xié)同完成。在油氣管道日常運維的過程中,由于管道路線所處環(huán)境復(fù)雜而惡劣,常常在彎曲程度較大或者受外因影響較大的位置產(chǎn)生大量的沉積物,從而導(dǎo)致整條管線的癱瘓工業(yè)生產(chǎn)帶來巨大威脅。所以,開發(fā)可靠性高的設(shè)備來預(yù)測和判斷管道內(nèi)檢測器的運行位置是管道運維的重要方向之一。極低頻率即3Hz至30Hz波段范圍內(nèi)的無線電磁信號由于擁有良好的穿越特性,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于資源勘測,地震預(yù)測,鉆井遙測和潛艇通訊等領(lǐng)域,也被廣發(fā)應(yīng)用于油氣管道智能機器人的跟蹤定位。本文基于低頻電磁技術(shù)實現(xiàn)了一種基于極低頻電磁技術(shù)能夠在一定范圍內(nèi)準確定位管道內(nèi)檢測器的方法。將發(fā)射機固定在管道內(nèi)檢測器中,路上工作人員所持有的接收機經(jīng)過磁發(fā)射機信號覆蓋范圍內(nèi)會產(chǎn)生不同的實時報警信號來確定管道內(nèi)檢測器的具體位置。在管道內(nèi)檢測器跟蹤與定位作業(yè)中,基于不同口徑的發(fā)射機研制出待機時間長,傳播距離遠的極低頻磁發(fā)射機。極低頻定位系統(tǒng),主要包括主控電路、信號處理電路以及激勵線圈、感應(yīng)式磁傳感器線圈等部分。低頻電磁檢測系統(tǒng)通過主控電路向激勵線圈加載正弦信號,基于諧振原理提高了低頻信號的發(fā)射距離并且提高了電源利用率,透過鋼管和磁導(dǎo)率較低的土壤或者海水,被帶有選頻特性的磁感應(yīng)式傳感器接收并進行實時反映并記錄,從而確定內(nèi)檢測器運行狀況。
【關(guān)鍵詞】:低頻電磁技術(shù) 諧振原理 感應(yīng)式磁傳感器 信號調(diào)理電路
【學(xué)位授予單位】:沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TE973.6
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 第1章 緒論8-14
- 1.1 課題的背景及研究意義8-9
- 1.2 管道定位技術(shù)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
- 1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀9-10
- 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀10-12
- 1.3 低頻電磁技術(shù)12
- 1.4 論文主要內(nèi)容及章節(jié)安排12-14
- 1.4.1 論文主要研究內(nèi)容12-13
- 1.4.2 論文章節(jié)安排13-14
- 第2章 低頻電磁技術(shù)基本理論14-21
- 2.1 麥克斯韋方程組14-15
- 2.2 低頻電磁波的特性15-16
- 2.3 管道內(nèi)部線圈磁場分布研究16-20
- 2.4 本章小結(jié)20-21
- 第3章 油氣管道內(nèi)檢測低頻定位系統(tǒng)發(fā)射機21-32
- 3.1 油氣管道低頻定位系統(tǒng)發(fā)射電路21-26
- 3.1.1 低頻定位系統(tǒng)發(fā)射機方案21-24
- 3.1.2 系統(tǒng)方案論證24-26
- 3.2 功率放大電路設(shè)計26-29
- 3.2.1 功率放大器分類和基本原理26-27
- 3.2.2 功率放大器的設(shè)計與實現(xiàn)27-29
- 3.3 低頻電磁線圈設(shè)計29-31
- 3.3.1 電磁線圈的基本理論29-30
- 3.3.2 發(fā)射線圈的設(shè)計與實現(xiàn)30-31
- 3.4 本章小結(jié)31-32
- 第4章 油氣管道內(nèi)檢測低頻定位系統(tǒng)接收機32-46
- 4.1 極低頻電磁波接收線圈設(shè)計32-37
- 4.1.1 接收線圈的基本理論32-34
- 4.1.2 接收線圈的設(shè)計與實現(xiàn)34-37
- 4.2 信號調(diào)理電路37-41
- 4.2.1 運算放大電路37-38
- 4.2.2 低通濾波電路38-39
- 4.2.3 電源電路39
- 4.2.4 帶通濾波電路39-41
- 4.3 數(shù)據(jù)處理電路41-45
- 4.3.1 數(shù)據(jù)處理硬件電路41-44
- 4.3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計44-45
- 4.4 本章小結(jié)45-46
- 第5章 試驗研究與分析46-49
- 5.1 靜止或卡堵的清管器46
- 5.2 跟蹤移動的清管器46-47
- 5.3 查明清管器的準確位置47-49
- 第6章 結(jié)論49-50
- 參考文獻50-53
- 致謝53-54
- 附錄:程序清單54-68
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本文編號:384582
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