地下管道检测系统发射电路研究与设计

发布时间：2020-04-07 23:40

【摘要】：地下管道是石油、天然气等能源长距离输送的主要工具,在国民经济发展中发挥重要作用。管道腐蚀和破损等问题严重影响管道输送效率,造成资源浪费,预防管道腐蚀显得尤为重要,常见的管道防腐措施是管道的管体涂抹防腐层。防腐层能防止和减缓埋地管道的腐蚀,定期检测、评估管道防腐层可以及早发现管道问题,降低管道事故发生率。地下管道检测系统一般由发射和接收两部分组成,发射部分主要产生施加到管道的正弦波定位检测信号和交流腐蚀检测信号;接收部分主要检测定位检测信号和腐蚀检测信号的衰减情况,以评估管道防腐层破坏程度及定位破损点。论文基于ARM架构Cortex-M3内核的微处理器STM32F103对地下管道检测系统发射电路进行了研究与设计,发射电路分为电源电路、交变电流电路、正弦波电压发生电路、人机交互电路四部分。1.电源电路以电流型PWM(Pulse Width Modulation)控制芯片UC3842作为主控芯片设计开关电源,实现将220V市电转换成48V、15V、5V系统需要的直流工作电压。2.交变电流电路采用SPWM逆变技术和PID控制技术输出产生频率为4Hz,幅值分别为100mA、300 mA、600 mA、1A、2A、3A的稳定交变电流信号,用于地下管道防腐层腐蚀性检测及防腐层破损点定位。3.正弦波电压发生电路采用STM32F103微处理器的DAC(Digital to Analog Converter)数字模拟转换功能产生频率为4Hz、128Hz、640Hz正弦波电压信号,经过低通有源滤波电路和OCL功率放大电路进行滤波和功率放大,输出产生用于管道定位的正弦波电压信号。4.人机交互电路由输出模式选择、LED故障指示灯、LCD液晶屏显示和触摸控制等电路组成。通过仿真测试,地下管道检测系统发射电路既能产生输出频率为4HZ,电流值分别为100mA、300 mA、600 mA、1A、2A、3A的稳定交变电流信号,又能够产生频率为4Hz、128Hz、640Hz正弦波电压信号,实现了地下管道检测系统发射电路的基本功能。电路性能稳定、成本低,为相关产品的国有化做了有益的探索。
【图文】：

接收机中两水平线圈在管道同一位置处感应到的电动势大小分别为沿和逡逑￡６。经过以下公式计算后得到管道的埋地深度ｄ和感应电流值／［１８】。示意图逡逑如图２．２所示。逡逑顶部线圈感应电动势：逡逑Ｅｔ邋＝邋Ｍ0Ｍｒ0＾ＮＳ邋／邋—逦式（２．３）逡逑２ｎ｛ｄ邋＋邋ｈ）逡逑底部线圈感应电动势：逡逑Ｅｂ邋＝邋ｊｕ０ｊｕｒａ＞ＮＳ邋—＾ 逦式（２．４）逡逑２ｎｈ逡逑根据公式２．３和２．４得到感应电流／邋：逡逑ｌ＇＝＾ｒ0）ＮＳ－＾－逦式（２．５）逡逑２ｎｄ逡逑根据公式２．３和２．４得到埋深ｄ邋：逡逑，邋Ｅｔ邋．逡逑ｄ＝—￣——NBｈ逦式（２．６）逡逑Ｅｂ－Ｅｔ逡逑，

本文编号：2618551