本文關(guān)鍵詞：多頻渦流套損檢測儀遠場單元及其數(shù)據(jù)處理設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 管道腐蝕檢測 微弱信號檢測 數(shù)據(jù)處理 去偽峰算法

【摘要】：管道腐蝕檢測是石油測井領(lǐng)域的研究熱點,但目前先進的技術(shù)均被國外測井服務(wù)公司所掌握。為打破技術(shù)壟斷,本文研制了一種新型的基于多頻渦流理論的管道腐蝕檢測儀。遠場渦流技術(shù)是本文的核心,其具有檢測效率高、精度高等諸多優(yōu)點。通過檢測位于遠場區(qū)域的弱感應(yīng)電磁信號,實現(xiàn)對管道腐蝕檢測及管道壁厚的反演成像。本文根據(jù)遠場渦流理論及微弱信號檢測理論,基于對被檢信號的特點進行的深入分析,有針對性地建立了完整的套管損傷檢測模型;結(jié)合模擬電路去噪理論和數(shù)字相敏檢波算法,完成了遠場單元的電路系統(tǒng)及控制軟件的設(shè)計與實現(xiàn)。電路系統(tǒng)主要分為發(fā)射電路及接收電路。本文基于正弦脈寬調(diào)制的原理設(shè)計了低頻發(fā)射電路;低頻接收電路通過通道復(fù)用的方式,降低了硬件復(fù)雜度。模擬電路采用低噪聲的儀用放大器,為數(shù)字采集系統(tǒng)提供高信噪比的輸入。數(shù)字部分采用FPGA+DSP的結(jié)構(gòu),首先對所采用的數(shù)字信號處理算法進行了論證,并合理分配系統(tǒng)內(nèi)部各硬件所承擔的功能,實現(xiàn)了低噪、高效的采集。與以往的遠場單元測試系統(tǒng)的設(shè)計相比,本文進行了如下的改進設(shè)計:遠場增加了快速測試模式,儀器可應(yīng)用于多種測試場景;改善了遠場發(fā)射電路對供電系統(tǒng)的干擾;完善了儀器測試的流程,增加了空氣及地面管道定標環(huán)節(jié)。在本文最后,針對儀器進行了一系列實驗及油田現(xiàn)場實際作業(yè)。遠場單元的調(diào)試過程分為電路單板級及電路整機系統(tǒng)級,本文給出了具體的調(diào)試結(jié)果,驗證了儀器功能的完整性。通過對儀器現(xiàn)場測試結(jié)果的進一步分析,驗證了對管道壁厚的檢測精度及微小缺陷的辨別能力。
【關(guān)鍵詞】：管道腐蝕檢測 微弱信號檢測 數(shù)據(jù)處理 去偽峰算法
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE973.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 主要符號對照表10-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 研究的背景及意義11
• 1.2 套管腐蝕檢測發(fā)展概述11-13
• 1.3 遠場渦流檢測國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排及創(chuàng)新點14-16
• 第二章 多頻渦流套損檢測儀遠場單元系統(tǒng)總體設(shè)計16-27
• 2.1 多頻渦流套損檢測技術(shù)研究路線及指標16
• 2.2 遠場渦流檢測基本理論及模型16-21
• 2.2.1 遠場渦流檢測原理17-18
• 2.2.2 遠場渦流弱感應(yīng)信號特點18-19
• 2.2.3 測試模型建立19-20
• 2.2.4 測試速率與分辨率20-21
• 2.3 弱感應(yīng)信號檢測21-24
• 2.3.1 檢測理論21
• 2.3.2 檢測方法及精度討論21-24
• 2.4 多頻測試組合及儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計24-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第三章 多頻渦流套損檢測儀遠場單元硬件電路及底層軟件設(shè)計27-51
• 3.1 遠場單元電路模塊總體設(shè)計27-30
• 3.1.1 發(fā)射模塊設(shè)計總體方案28-29
• 3.1.2 接收模塊設(shè)計總體方案29-30
• 3.2 基于全橋逆變的發(fā)射模塊電路設(shè)計30-35
• 3.2.1 單片機電路30-31
• 3.2.2 驅(qū)動及逆變電路31-33
• 3.2.3 LC濾波電路33
• 3.2.4 發(fā)射電路對供電系統(tǒng)的影響33-35
• 3.3 基于DSP+FPGA的接收模塊電路設(shè)計35-43
• 3.3.1 模擬信號處理電路35-40
• 3.3.2 數(shù)字信號處理電路40-42
• 3.3.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路42-43
• 3.4 發(fā)射模塊控制軟件設(shè)計43-46
• 3.4.1 PIC單片機軟件流程43-44
• 3.4.2 串口通信子程序設(shè)計44-46
• 3.5 接收模塊控制軟件設(shè)計46-50
• 3.5.1 普通測試模式控制流程設(shè)計46-47
• 3.5.2 快速測試模式控制流程設(shè)計47-48
• 3.5.3 FPGA邏輯設(shè)計與時序仿真48-49
• 3.5.4 數(shù)字相敏檢波算法實現(xiàn)49-50
• 3.6 本章小結(jié)50-51
• 第四章 多頻渦流套損檢測儀遠場單元數(shù)據(jù)處理設(shè)計51-62
• 4.1 低頻遠場檢測模型建立51-54
• 4.1.1 低頻遠場數(shù)學(xué)定義51-53
• 4.1.2 遠場檢測系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型定量分析53-54
• 4.2 平均場檢測模型及數(shù)據(jù)處理設(shè)計54-59
• 4.2.1 平均場雙線圈檢測模型54-55
• 4.2.2 平均場檢測模型校正55-57
• 4.2.3 維納去卷積濾波器57-59
• 4.3 周向場檢測模型及數(shù)據(jù)處理設(shè)計59-61
• 4.3.1 周向場檢測模型建立59
• 4.3.2 周向場數(shù)據(jù)處理59-60
• 4.3.3 周向場去噪方法研究60-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 第五章 測試結(jié)果與分析62-74
• 5.1 遠場單元模塊電路單板調(diào)試結(jié)果與分析62-65
• 5.1.1 發(fā)射模塊調(diào)試結(jié)果與分析62-63
• 5.1.2 接收模塊調(diào)試結(jié)果與分析63-65
• 5.2 儀器整機功能調(diào)試65-67
• 5.3 測試數(shù)據(jù)的算法級處理67-72
• 5.4 現(xiàn)場測試72-74
• 第六章 結(jié)束語74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻76-78
• 攻碩期間取得的研究成果78-79
• 附錄79-83

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本文編號：591147