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铁磁管道用极低频磁发射机的逆向优化设计

发布时间:2018-01-10 06:31

  本文关键词:铁磁管道用极低频磁发射机的逆向优化设计 出处:《仪器仪表学报》2014年03期  论文类型:期刊论文


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【摘要】:极低频磁信号对金属管道、岩石等高磁导率介质穿透力极强,在石油、天然气管道检测工程中常作为移动机器人跟踪与定位用的磁场源。在管道移动机器人跟踪与定位实践中,不同类型的管道,其尺寸、壁厚等有较大差异且管道埋深也不尽相同,这就需要不同功率的极低频磁发射机。将管道环境下极低频磁信号的传播规律和信号发射接收工程应用相结合,提出一整套极低频磁发射机的逆向优化设计方法。首先,根据极低频信号接收机中所用检测算法的检测概率与信噪比之间的关系得到某一检测概率下的接收机需要的最低信噪比,继而得到接收机前端的最小磁感应强度。然后以接收机前端的最小磁感应强度为基点,反推管道内极低频磁发射机需要产生的最小磁感应强度,由此设计出满足磁场与几何尺寸约束的发射机线圈结构与电路拓扑。由该方法得出的设计结果,既能满足接收机对磁感应强度的要求,又能保证发射机供电电源的使用寿命远远超过要求的连续工作时长;同时当工况参数在一定范围内变化时,接收机前端的磁感应强度仍满足以高检测概率检测到极低频信号的要求。
[Abstract]:Extremely low frequency magnetic signals of metal pipes, rocks and other high permeability medium strong penetration, in the oil, the magnetic field source tracking and localization for mobile robots is often used as the detection project of natural gas pipeline in the pipeline. The mobile robot tracking and positioning in practice, different types of pipeline, the size, wall thickness and there is big difference the depth of buried pipeline are not the same, which requires extremely low frequency magnetic transmitters of different power. The pipeline under extremely low frequency magnetic signal propagation and signal transmitting and receiving the combination of reverse engineering application, optimization design method put forward a set of extremely low frequency magnetic transmitter. First of all, according to the relationship between the probability and signal noise detection algorithm with extremely low frequency signal receiver in the receiver than the need to get a detection probability under the minimum SNR, then get the smallest magnetic induction receiver. Then the receiver The minimum magnetic induction front as the starting point, backstepping pipeline of extremely low frequency magnetic induction magnetic minimum transmitter to be produced, thus designed to meet the transmitter coil structure and magnetic circuit topology and geometry constraints. The design results obtained by this method, which can meet the requirement of receiver of magnetic induction, and can ensure the continuous the transmitter power supply work life is far more than the required duration; at the same time when the parameters change in a certain range, the magnetic induction intensity of the receiver front-end still meet with high detection probability to detect very low frequency signal.

【作者单位】: 清华大学电力系统国家重点实验室;机械科学研究总院;江西省电力公司;
【基金】:清华大学自主研究(2012THZ07122)资助项目
【分类号】:TN838
【正文快照】: 1引言管道运输因其具有运量大、效率高、适于各种地貌、易于管理等优点,在石油、天然气的输送中发挥着越来越重要的作用。由于管道的自然老化、施工缺陷和腐蚀等原因,管道内部结垢、堵塞甚至引发爆炸事故等异常工况均有可能发生。为确保管道长期正常、安全运行,需要定期对管道

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号:1404257


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