由于海底管道長期處于復(fù)雜海洋環(huán)境下,容易出現(xiàn)平面移位、懸空、管道損壞等情況,與原設(shè)計存在很大的差異。如果不能探測這些海底管道的位置,將對新管道鋪設(shè)、近海港口、碼頭、橋梁等海洋工程建設(shè)造成很大的危害,因此探測海底管道成為當前海洋物探工程亟待解決的重要問題之一。本文首先建立了管道磁異常的理論模型,根據(jù)管道的地磁正演模型繪制管道磁異常的仿真圖,然后分析了曲線分解法和特征點法這兩種管道反演解析方法,根據(jù)磁力儀的分辨率確定磁力儀節(jié)點間距及測線間距。根據(jù)海底管道探測模型,本文設(shè)計了一種基于磁陣列的海底管道探測系統(tǒng)。該系統(tǒng)由多個磁阻磁力儀組成,并且以數(shù)據(jù)采集控制板為通信單元。系統(tǒng)的硬件電路包括磁阻磁傳感器采集電路、信號調(diào)理電路、電源管理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)通信與存儲電路等,實現(xiàn)對磁場數(shù)據(jù)的采集及處理工作。在系統(tǒng)嵌入式軟件設(shè)計中,提出一對多的通信設(shè)計方案。為了避免磁場數(shù)據(jù)的丟失,設(shè)計了數(shù)據(jù)超時重傳和數(shù)據(jù)存儲機制,該機制確保數(shù)據(jù)的傳輸及存儲。在實驗調(diào)試階段,編寫了上位機軟件,以便開發(fā)人員可以通過磁場數(shù)據(jù)曲線了解管道磁異常變化。最后,本文對磁陣列探測系統(tǒng)分別進行實驗室地面測試、實驗室水池測試、戶外水池... 

【文章來源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

005-2015年我國油氣管道里程數(shù)伴隨著我國油氣管道里程數(shù)不斷增加，則在海域內(nèi)所鋪設(shè)的管道種類眾多且數(shù)量繁多

圖 1.2 系統(tǒng)工作的示意圖1.4.1 本課題的研究內(nèi)容本課題的研究內(nèi)容主要分為以下幾方面：(1) 實現(xiàn)海底管道的磁場數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)存儲磁陣列的海底管道探測系統(tǒng)采用霍尼韋爾(Honeywell)研制的高靈敏度、低成本、小型化的磁阻磁傳感器芯片(HMC1001/1002)，磁傳感器芯片將周圍環(huán)境的地磁場強弱信號轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的差分模擬電壓小信號，然后差分模擬電壓小信號經(jīng)過差分放大和低通濾波處理后，再通過 24 位高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換 ADS1256 電路把模擬電壓信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的電壓，最后由主控單元 MCU 電路將采集到的電壓值經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換公式得到實際的地磁場數(shù)據(jù)大小。在磁場數(shù)據(jù)采集過程中，一方面將磁阻磁力儀采集到的磁場數(shù)據(jù)經(jīng)過一對多 RS485 通信傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集控制板上；另一方面主控單元 MCU 電路將磁場數(shù)據(jù)經(jīng)過 SPI 總線通信保存到 SD 卡上，實現(xiàn)磁場數(shù)據(jù)的存儲。(2) 實現(xiàn)磁場數(shù)據(jù)的一對多通信本課題是采用多個磁阻磁力儀組成磁陣列進行管道的探測，為了實現(xiàn)多個磁阻磁力儀采

演解析方法提供理論基礎(chǔ)。分類及選型測系統(tǒng)中，地磁傳感器的選型決定了系統(tǒng)整體的分辨率與精至關(guān)重要。目前磁傳感器趨向于高分辨率、高靈敏度、低功內(nèi)外的磁傳感器種類眾多，根據(jù)實現(xiàn)原理的不同可以分為線user 式、光泵式、SQUID 式、磁通門式、磁阻式等磁力儀[的分類儀力儀的工作原理是在法拉第電磁感應(yīng)定律原理基礎(chǔ)上，線圈流[24]，并根據(jù)感應(yīng)電流變化來測量地磁場大小。在眾多的線納米科技公司(PNI)研制的線圈感應(yīng)式磁傳感器RM3000因特點[25]，而受到汽車電子、軍工電子、海洋電子等領(lǐng)域青睞 SEN-XY 和一個 SEN-Z 的磁傳感器芯片以及專用驅(qū)動芯量出三分量(X 軸、Y 軸、Z 軸)和總磁場的磁場數(shù)據(jù)大小。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3499771