油气管道内检测设备的极低频定位系统研究

发布时间：2017-05-21 19:17

  本文关键词：油气管道内检测设备的极低频定位系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：管道是石油、天然气等原料传输的主要媒介,由于管道运行环境及其复杂,随着运行时间的增加,管道内部通常积累了很多杂质。因此,定期对管道进行检测和清管是维护管道健康运行的关键,这些工作大都由管道内检测设备和清管器协同完成。在油气管道日常运维的过程中,由于管道路线所处环境复杂而恶劣,常常在弯曲程度较大或者受外因影响较大的位置产生大量的沉积物,从而导致整条管线的瘫痪工业生产带来巨大威胁。所以,开发可靠性高的设备来预测和判断管道内检测器的运行位置是管道运维的重要方向之一。极低频率即3Hz至30Hz波段范围内的无线电磁信号由于拥有良好的穿越特性,已经被广泛应用于资源勘测,地震预测,钻井遥测和潜艇通讯等领域,也被广发应用于油气管道智能机器人的跟踪定位。本文基于低频电磁技术实现了一种基于极低频电磁技术能够在一定范围内准确定位管道内检测器的方法。将发射机固定在管道内检测器中,路上工作人员所持有的接收机经过磁发射机信号覆盖范围内会产生不同的实时报警信号来确定管道内检测器的具体位置。在管道内检测器跟踪与定位作业中,基于不同口径的发射机研制出待机时间长,传播距离远的极低频磁发射机。极低频定位系统,主要包括主控电路、信号处理电路以及激励线圈、感应式磁传感器线圈等部分。低频电磁检测系统通过主控电路向激励线圈加载正弦信号,基于谐振原理提高了低频信号的发射距离并且提高了电源利用率,透过钢管和磁导率较低的土壤或者海水,被带有选频特性的磁感应式传感器接收并进行实时反映并记录,从而确定内检测器运行状况。
【关键词】：低频电磁技术 谐振原理 感应式磁传感器 信号调理电路
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE973.6
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 课题的背景及研究意义8-9
• 1.2 管道定位技术内外研究现状9-12
• 1.2.1 国内研究现状9-10
• 1.2.2 国外研究现状10-12
• 1.3 低频电磁技术12
• 1.4 论文主要内容及章节安排12-14
• 1.4.1 论文主要研究内容12-13
• 1.4.2 论文章节安排13-14
• 第2章 低频电磁技术基本理论14-21
• 2.1 麦克斯韦方程组14-15
• 2.2 低频电磁波的特性15-16
• 2.3 管道内部线圈磁场分布研究16-20
• 2.4 本章小结20-21
• 第3章 油气管道内检测低频定位系统发射机21-32
• 3.1 油气管道低频定位系统发射电路21-26
• 3.1.1 低频定位系统发射机方案21-24
• 3.1.2 系统方案论证24-26
• 3.2 功率放大电路设计26-29
• 3.2.1 功率放大器分类和基本原理26-27
• 3.2.2 功率放大器的设计与实现27-29
• 3.3 低频电磁线圈设计29-31
• 3.3.1 电磁线圈的基本理论29-30
• 3.3.2 发射线圈的设计与实现30-31
• 3.4 本章小结31-32
• 第4章 油气管道内检测低频定位系统接收机32-46
• 4.1 极低频电磁波接收线圈设计32-37
• 4.1.1 接收线圈的基本理论32-34
• 4.1.2 接收线圈的设计与实现34-37
• 4.2 信号调理电路37-41
• 4.2.1 运算放大电路37-38
• 4.2.2 低通滤波电路38-39
• 4.2.3 电源电路39
• 4.2.4 带通滤波电路39-41
• 4.3 数据处理电路41-45
• 4.3.1 数据处理硬件电路41-44
• 4.3.2 系统软件设计44-45
• 4.4 本章小结45-46
• 第5章 试验研究与分析46-49
• 5.1 静止或卡堵的清管器46
• 5.2 跟踪移动的清管器46-47
• 5.3 查明清管器的准确位置47-49
• 第6章 结论49-50
• 参考文献50-53
• 致谢53-54
• 附录：程序清单54-68

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