清管器跟蹤定位系統(tǒng)的改進研究.pdf

1、管道運輸日益成為一種重要的貨物運輸方式，隨著我國油氣進口量的不斷增加和油氣資源開發(fā)利用水平的不斷提高，管道運輸業(yè)將以其高效率、低成本和安全可靠的優(yōu)勢越來越顯示出旺盛的生命力。使用前及使用中進行認真清管，不僅能保持管道的暢通，使其符合設計及工作要求，而且對維護管道的使用壽命，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程中有必要對其進行跟蹤定位，特別當其堵在管道中時，準確對其定位有著極其重要的意義。用清

2、管器跟蹤定位系統(tǒng)來跟蹤定位清管器，保證了清管工作的正常高效進行。 通過對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工作時發(fā)射機發(fā)射的電磁脈沖信號能有效穿透金屬管壁和土壤的條件，所發(fā)射信號的最佳工作頻率應在23Hz。2.根據(jù)發(fā)射線圈的磁感應強度分布特征，得出跟蹤清管器時應采用接收機線圈平行于發(fā)射機線圈的工作方式；精確定位清管器時應采用接收機線圈與發(fā)射機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)射機系統(tǒng)發(fā)射信號難以調(diào)整至最佳精確頻率，且工作過程中不夠穩(wěn)定；2.接收機系統(tǒng)信號難以有效提取，通常采用傳統(tǒng)的帶通濾波獲得有用信號；3.信號幅值數(shù)字化程度不高和智能化不夠；本文針對以上三點進行改進，主要的研究工作如下： 首先，改進發(fā)射機電路系統(tǒng)，采用單片機程序輸出間斷超低頻發(fā)射信號的方法，取代原有的以555時基電路產(chǎn)生發(fā)射信號的方法，可以很好地獲得頻率精確穩(wěn)定，且各組發(fā)射信號間相位關系恒定的間斷

4、超低頻振蕩信號，相比原有的發(fā)射機電路系統(tǒng)，性能大大提高。 其次，改進接收機電路系統(tǒng)，在原有接收機信號預處理電路基礎上加入了相關運算濾波這一環(huán)節(jié)，有效的消除了干擾，提取出了有用的測量信號，為了避免接收信號和參考信號相位差的影響，我們采用兩路相差90。的參考信號分別與接收信號相關運算，然后將兩路運算結(jié)果相加后輸入A/D轉(zhuǎn)換器進行A/D轉(zhuǎn)換，并由液晶顯示器顯示出來，真正實現(xiàn)了測量信號強度的數(shù)字化；通過單片機智能判斷所接收到信號的真實性

5、，大大提高接收機系統(tǒng)智能化程度；解決了現(xiàn)有接收機電路系統(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，對改進后的發(fā)射機和接收機系統(tǒng)與原有的系統(tǒng)進行了性能對比實驗。結(jié)果表明，改進后的清管器跟蹤定位系統(tǒng)，同時具有靈敏度高(空曠處接收距離大于14m)，抗干擾性能強(幾乎無誤報)，使用穩(wěn)定，方便(任何人員無須培訓即可使用)的優(yōu)異特性。性能指標遠高于國內(nèi)外其它產(chǎn)品，而價格與一般國產(chǎn)儀器相當，是一種性價比很高的產(chǎn)品，特別適