清管器跟蹤定位系統(tǒng)的改進(jìn)研究.pdf

1、管道運(yùn)輸日益成為一種重要的貨物運(yùn)輸方式，隨著我國(guó)油氣進(jìn)口量的不斷增加和油氣資源開發(fā)利用水平的不斷提高，管道運(yùn)輸業(yè)將以其高效率、低成本和安全可靠的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越顯示出旺盛的生命力。使用前及使用中進(jìn)行認(rèn)真清管，不僅能保持管道的暢通，使其符合設(shè)計(jì)及工作要求，而且對(duì)維護(hù)管道的使用壽命，避免由此引發(fā)的各種安全隱患都有著十分重要的意義。 而清管器在清潔管線的過(guò)程中有必要對(duì)其進(jìn)行跟蹤定位，特別當(dāng)其堵在管道中時(shí)，準(zhǔn)確對(duì)其定位有著極其重要的意義。用清

2、管器跟蹤定位系統(tǒng)來(lái)跟蹤定位清管器，保證了清管工作的正常高效進(jìn)行。 通過(guò)對(duì)清管器跟蹤定位儀工作原理的理論分析得出以下結(jié)論：1.為了滿足清管器最深在地下8m工作時(shí)發(fā)射機(jī)發(fā)射的電磁脈沖信號(hào)能有效穿透金屬管壁和土壤的條件，所發(fā)射信號(hào)的最佳工作頻率應(yīng)在23Hz。2.根據(jù)發(fā)射線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布特征，得出跟蹤清管器時(shí)應(yīng)采用接收機(jī)線圈平行于發(fā)射機(jī)線圈的工作方式；精確定位清管器時(shí)應(yīng)采用接收機(jī)線圈與發(fā)射機(jī)線圈先平行后垂直的組合工作方式。

3、現(xiàn)有清管器存在著以下不足之處：1.發(fā)射機(jī)系統(tǒng)發(fā)射信號(hào)難以調(diào)整至最佳精確頻率，且工作過(guò)程中不夠穩(wěn)定；2.接收機(jī)系統(tǒng)信號(hào)難以有效提取，通常采用傳統(tǒng)的帶通濾波獲得有用信號(hào)；3.信號(hào)幅值數(shù)字化程度不高和智能化不夠；本文針對(duì)以上三點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，主要的研究工作如下： 首先，改進(jìn)發(fā)射機(jī)電路系統(tǒng)，采用單片機(jī)程序輸出間斷超低頻發(fā)射信號(hào)的方法，取代原有的以555時(shí)基電路產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)的方法，可以很好地獲得頻率精確穩(wěn)定，且各組發(fā)射信號(hào)間相位關(guān)系恒定的間斷

4、超低頻振蕩信號(hào)，相比原有的發(fā)射機(jī)電路系統(tǒng)，性能大大提高。 其次，改進(jìn)接收機(jī)電路系統(tǒng)，在原有接收機(jī)信號(hào)預(yù)處理電路基礎(chǔ)上加入了相關(guān)運(yùn)算濾波這一環(huán)節(jié)，有效的消除了干擾，提取出了有用的測(cè)量信號(hào)，為了避免接收信號(hào)和參考信號(hào)相位差的影響，我們采用兩路相差90。的參考信號(hào)分別與接收信號(hào)相關(guān)運(yùn)算，然后將兩路運(yùn)算結(jié)果相加后輸入A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并由液晶顯示器顯示出來(lái)，真正實(shí)現(xiàn)了測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度的數(shù)字化；通過(guò)單片機(jī)智能判斷所接收到信號(hào)的真實(shí)性

5、，大大提高接收機(jī)系統(tǒng)智能化程度；解決了現(xiàn)有接收機(jī)電路系統(tǒng)的主要缺陷。 最后，在完成了電路板的制作、安裝和軟、硬件調(diào)試后，對(duì)改進(jìn)后的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)系統(tǒng)與原有的系統(tǒng)進(jìn)行了性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，改進(jìn)后的清管器跟蹤定位系統(tǒng)，同時(shí)具有靈敏度高(空曠處接收距離大于14m)，抗干擾性能強(qiáng)(幾乎無(wú)誤報(bào))，使用穩(wěn)定，方便(任何人員無(wú)須培訓(xùn)即可使用)的優(yōu)異特性。性能指標(biāo)遠(yuǎn)高于國(guó)內(nèi)外其它產(chǎn)品，而價(jià)格與一般國(guó)產(chǎn)儀器相當(dāng)，是一種性價(jià)比很高的產(chǎn)品，特別適