基于PSoC4的管道泄漏聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、壓風(fēng)、供水管道網(wǎng)絡(luò)設(shè)施是煤礦安全生產(chǎn)的有力保障。然而在管道運(yùn)行過(guò)程中，由于自然環(huán)境、人為破壞等因素，管道會(huì)發(fā)生腐蝕、破裂，導(dǎo)致管道泄漏的發(fā)生，嚴(yán)重威脅著煤礦的安全生產(chǎn)。管道泄漏發(fā)生時(shí)會(huì)產(chǎn)生聲發(fā)射現(xiàn)象，對(duì)管道泄漏聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行采集、提取、分析和定位的研究，將為煤礦管道泄漏事故的預(yù)防和控制提供有力依據(jù)。
　　針對(duì)煤礦壓風(fēng)、供水管道網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，本文設(shè)計(jì)了一款基于PSoC4的管道泄漏聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括檢測(cè)分站和自制聲發(fā)射傳感器終端。

2、檢測(cè)分站主要包括電源模塊、前端信號(hào)調(diào)理模塊、PSoC4主控模塊、W5500以太網(wǎng)模塊等。自制聲發(fā)射傳感器終端采用了基于MEMS技術(shù)的ADXL001加速度傳感器芯片，并在傳感器后端嵌入電流環(huán)模塊，完成電壓信號(hào)到電流信號(hào)的轉(zhuǎn)換，可增強(qiáng)信號(hào)抗干擾性、增加信號(hào)傳輸距離。
　　在主要技術(shù)方面，PSoC4充分發(fā)揮了片上模擬資源和數(shù)字資源的可編程優(yōu)勢(shì)：在數(shù)據(jù)采集方面，利用了片上ADC組件和AMuxHw組件等進(jìn)行多通道模擬信號(hào)的采集轉(zhuǎn)換，節(jié)省了外

3、圍電路的設(shè)計(jì)；在數(shù)據(jù)傳輸方面，充分利用了片上DMA組件，使數(shù)據(jù)流在各片上外設(shè)間直接傳輸，為CPU減輕了任務(wù)負(fù)擔(dān)；在數(shù)據(jù)處理方面，利用了片上UDB組件生成了用戶(hù)數(shù)據(jù)處理組件，完成管道泄漏聲發(fā)射信號(hào)有效閾值的設(shè)定，可判定并提取有效聲發(fā)射信號(hào)，避免大量非泄漏數(shù)據(jù)上傳PC端，并可進(jìn)一步降低系統(tǒng)功耗。
　　最后本文利用空氣壓縮機(jī)和PPR管搭建了氣體管道泄漏實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行綜合測(cè)試，測(cè)試結(jié)果達(dá)到了預(yù)期的功能，對(duì)后期管道泄漏聲發(fā)射信號(hào)的動(dòng)態(tài)