管道智能檢測(cè)裝置里程系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著輸油管道的增多和管道鋪設(shè)距離的增長(zhǎng)，油氣管道在各種復(fù)雜、惡劣的環(huán)境狀況下易產(chǎn)生裂紋、蝕坑、管壁變薄等現(xiàn)象等，帶來(lái)重大安全隱患和經(jīng)濟(jì)損失，因而開(kāi)展長(zhǎng)輸管道的內(nèi)部缺陷檢測(cè)十分必要。腐蝕缺陷的準(zhǔn)確定位是管道內(nèi)檢測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)，而精確的里程測(cè)量則是腐蝕缺陷準(zhǔn)確定位的重要保證。目前，對(duì)管道的里程測(cè)量仍然缺乏系統(tǒng)的、高精度的檢測(cè)裝置。尤其是在微小缺陷的檢測(cè)系統(tǒng)中要求對(duì)管道的里程測(cè)量必須精確和準(zhǔn)確。因此，設(shè)計(jì)一種具有強(qiáng)抗干擾性、實(shí)時(shí)檢測(cè)的、高精度的

2、里程系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　鑒于現(xiàn)有的管道里程測(cè)量系統(tǒng)各方面的不足，本文提出一種新型設(shè)計(jì)方案，主要內(nèi)容共三方面:
　　第一，針對(duì)原有里程測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)不全面、不規(guī)范的問(wèn)題，提出一套完整的硬件設(shè)計(jì)方案，從數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)教幚砗痛鎯?chǔ)。采用了新型霍爾傳感器模塊結(jié)合FPGA中央處理器，完成了里程數(shù)據(jù)的完整高效處理。傳感器輸出脈沖電信號(hào);電信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理模塊進(jìn)行濾波、放大后，送入A/D轉(zhuǎn)換模塊。A/D轉(zhuǎn)換模塊在FPGA中央處理單元

3、中的時(shí)序控制模塊的控制下，實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)送入FPGA中央處理單元;
　　第二，針對(duì)管道中實(shí)時(shí)采集的里程數(shù)據(jù)可能帶有雜波干擾的問(wèn)題，提出了一種二次濾波方法，這種方法基于FPGA，并結(jié)合了MATLAB設(shè)計(jì)濾波系數(shù)，對(duì)里程信號(hào)實(shí)現(xiàn)了完美二次濾波。經(jīng)FIR濾波器模塊二次濾波后，使數(shù)字信號(hào)完美去除環(huán)境雜波干擾，同時(shí)剔除上限截止頻率;
　　第三，針對(duì)里程系統(tǒng)算法處理單一的問(wèn)題，基于FPGA創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)了三大算法模塊:里程

4、輪異常判斷模塊、基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的管道彎道判斷模塊和里程信號(hào)智能優(yōu)選算法模塊。濾波后的信號(hào)分別送里程輪異常判斷模塊和基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的管道彎道判斷模塊，在里程信號(hào)智能優(yōu)選模塊中經(jīng)智能優(yōu)選算法，確保輸出最優(yōu)里程脈沖。最后研究了一種里程數(shù)據(jù)校正算法，保證數(shù)據(jù)可靠性。
　　本系統(tǒng)集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)校正等多功能于一身，通過(guò)理論研究和仿真實(shí)驗(yàn)證明，管道里程測(cè)量的智能處理方法能有效、及時(shí)、高精度的實(shí)現(xiàn)里程測(cè)量，具有一定的實(shí)際意義。隨著