基于UWB定位的储罐底板自动巡轨检测系统研究

发布时间：2020-08-20 11:17

【摘要】：大型储罐是石油化工生产企业广泛使用的油气储存设备。在内部储存介质和外部环境的作用下,储罐底板上下表面极易产生不同程度的腐蚀缺陷,严重威胁其安全运行。因此,定期检测储罐底板质量状况势在必行。目前,储罐底板漏磁检测系统应用较为成熟,然而现有的检测系统多采用人工操控方式,不仅劳动强度大,而且储罐的密封环境也不允许操作人员工作时间过长。为此,本文在研制储罐底板自动化漏磁检测装置的基础上,根据缺陷定位的技术要求,提出将UWB定位技术应用于该系统,以实现储罐底板漏磁检测小车自动巡轨的目的。首先,结合储罐底板自动化漏磁检测的技术难点,对比分析UWB定位方案,确定了采用基于信号到达时间差的定位方式。为提高定位坐标精度,研究了经典的UWB定位算法,通过理论分析和仿真计算,发现Chan定位算法更适合本文的研究需求。其次,围绕储罐底板自动巡轨检测系统要求,设计了一套较为具体的检测系统总体框架,主要包括差速转向三轮移动结构、以DWM1000芯片为核心的定位装置、基于STM32F4微处理器的运动控制系统、基于TCP/IP协议的以太网数据传输模块和阵列霍尔式漏磁检测模块。在建立差速转向三轮结构运动学模型的基础上,研究了系统自动巡轨的原理和控制方法。同时,设计了罐底板自动巡轨检测系统硬件电路,编写了系统的下位机和上位机软件程序。最后,基于所设计的系统方案,先从基站数量和基站摆放的间距方面,对UWB定位参数进行优化,再从调整路径和调整时间方面,对PID控制参数进行优化。为了验证所设计系统的有效性,在实验室条件下,模拟储罐底板检测环境,开展了系统测试实验。结果表明,检测小车能沿规划路径自动行驶,检测并准确判断缺陷位置,缺陷定位误差在±5cm范围内,能满足储罐底板漏磁检测的基本要求。
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE972
【图文】：

图 1.1 MFE2412 漏磁检测仪 图 1.2 MFE1212 漏磁检测仪国 Silverwing 公司开发的 Floormap3Di 型储罐底板漏磁检测仪，在这还装了可视化的软件，是利用的漏磁检测的原理。在检测过程中，底板有问题，那么机器自己就会停下来。此机器是用的直流马达驱具体运行方向需要人工手动调节[22]。其扫查器及检测软件如图 1.3。图 1.3 Floormap3Di 型储罐底板漏磁检测仪国针对储罐底板的漏磁检测设备的研究工作起步稍微晚些，是在上后期才开始的，在这个时期，我国的科研学者也针对此问题进行大

图 1.1 MFE2412 漏磁检测仪 图 1.2 MFE1212 漏磁检测仪国 Silverwing 公司开发的 Floormap3Di 型储罐底板漏磁检测仪，在这还装了可视化的软件，是利用的漏磁检测的原理。在检测过程中，底板有问题，那么机器自己就会停下来。此机器是用的直流马达驱具体运行方向需要人工手动调节[22]。其扫查器及检测软件如图 1.3。图 1.3 Floormap3Di 型储罐底板漏磁检测仪国针对储罐底板的漏磁检测设备的研究工作起步稍微晚些，是在上后期才开始的，在这个时期，我国的科研学者也针对此问题进行大

图 1.1 MFE2412 漏磁检测仪 图 1.2 MFE1212 漏磁检测仪国 Silverwing 公司开发的 Floormap3Di 型储罐底板漏磁检测仪，在这还装了可视化的软件，是利用的漏磁检测的原理。在检测过程中，底板有问题，那么机器自己就会停下来。此机器是用的直流马达驱具体运行方向需要人工手动调节[22]。其扫查器及检测软件如图 1.3

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本文编号：2797907