【摘要】：地下管道是石油、天然氣等能源長(zhǎng)距離輸送的主要工具,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮重要作用。管道腐蝕和破損等問(wèn)題嚴(yán)重影響管道輸送效率,造成資源浪費(fèi),預(yù)防管道腐蝕顯得尤為重要,常見(jiàn)的管道防腐措施是管道的管體涂抹防腐層。防腐層能防止和減緩埋地管道的腐蝕,定期檢測(cè)、評(píng)估管道防腐層可以及早發(fā)現(xiàn)管道問(wèn)題,降低管道事故發(fā)生率。地下管道檢測(cè)系統(tǒng)一般由發(fā)射和接收兩部分組成,發(fā)射部分主要產(chǎn)生施加到管道的正弦波定位檢測(cè)信號(hào)和交流腐蝕檢測(cè)信號(hào);接收部分主要檢測(cè)定位檢測(cè)信號(hào)和腐蝕檢測(cè)信號(hào)的衰減情況,以評(píng)估管道防腐層破壞程度及定位破損點(diǎn)。論文基于ARM架構(gòu)Cortex-M3內(nèi)核的微處理器STM32F103對(duì)地下管道檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)射電路進(jìn)行了研究與設(shè)計(jì),發(fā)射電路分為電源電路、交變電流電路、正弦波電壓發(fā)生電路、人機(jī)交互電路四部分。1.電源電路以電流型PWM(Pulse Width Modulation)控制芯片UC3842作為主控芯片設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源,實(shí)現(xiàn)將220V市電轉(zhuǎn)換成48V、15V、5V系統(tǒng)需要的直流工作電壓。2.交變電流電路采用SPWM逆變技術(shù)和PID控制技術(shù)輸出產(chǎn)生頻率為4Hz,幅值分別為100mA、300 mA、600 mA、1A、2A、3A的穩(wěn)定交變電流信號(hào),用于地下管道防腐層腐蝕性檢測(cè)及防腐層破損點(diǎn)定位。3.正弦波電壓發(fā)生電路采用STM32F103微處理器的DAC(Digital to Analog Converter)數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換功能產(chǎn)生頻率為4Hz、128Hz、640Hz正弦波電壓信號(hào),經(jīng)過(guò)低通有源濾波電路和OCL功率放大電路進(jìn)行濾波和功率放大,輸出產(chǎn)生用于管道定位的正弦波電壓信號(hào)。4.人機(jī)交互電路由輸出模式選擇、LED故障指示燈、LCD液晶屏顯示和觸摸控制等電路組成。通過(guò)仿真測(cè)試,地下管道檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)射電路既能產(chǎn)生輸出頻率為4HZ,電流值分別為100mA、300 mA、600 mA、1A、2A、3A的穩(wěn)定交變電流信號(hào),又能夠產(chǎn)生頻率為4Hz、128Hz、640Hz正弦波電壓信號(hào),實(shí)現(xiàn)了地下管道檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)射電路的基本功能。電路性能穩(wěn)定、成本低,為相關(guān)產(chǎn)品的國(guó)有化做了有益的探索。
【圖文】：

接收機(jī)中兩水平線圈在管道同一位置處感應(yīng)到的電動(dòng)勢(shì)大小分別為沿和逡逑￡６。經(jīng)過(guò)以下公式計(jì)算后得到管道的埋地深度ｄ和感應(yīng)電流值／［１８】。示意圖逡逑如圖２．２所示。逡逑頂部線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：逡逑Ｅｔ邋＝邋Ｍ0Ｍｒ0＾ＮＳ邋／邋—邐式（２．３）逡逑２ｎ｛ｄ邋＋邋ｈ）逡逑底部線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：逡逑Ｅｂ邋＝邋ｊｕ０ｊｕｒａ＞ＮＳ邋—＾ 邐式（２．４）逡逑２ｎｈ逡逑根據(jù)公式２．３和２．４得到感應(yīng)電流／邋：逡逑ｌ＇＝＾ｒ0）ＮＳ－＾－邐式（２．５）逡逑２ｎｄ逡逑根據(jù)公式２．３和２．４得到埋深ｄ邋：逡逑，邋Ｅｔ邋．逡逑ｄ＝—￣——NBｈ邐式（２．６）逡逑Ｅｂ－Ｅｔ逡逑，

本文編號(hào)：2618551