基于雷達(dá)的地下管道探測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究
本文選題:探地雷達(dá) 切入點(diǎn):脈沖多普勒頻移 出處:《長(zhǎng)春理工大學(xué)》2016年碩士論文 論文類型:學(xué)位論文
【摘要】:隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,地下管道的使用量越來越多,利用地下管道可以輸送石油,天然氣等各種人類需要的物質(zhì)。當(dāng)輸送物質(zhì)的管道發(fā)生破裂或者有微小裂痕的時(shí)候,這就需要用探地雷達(dá)對(duì)破損管道的位置進(jìn)行精確定位。但是為了能夠方便對(duì)地下管道內(nèi)液體的流量進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè),可以采用探地雷達(dá)和多普勒測(cè)速的原理對(duì)地下管道內(nèi)液體的流速進(jìn)行測(cè)量,進(jìn)而可以知道管道內(nèi)液體的流量。從而方便于對(duì)地下管道內(nèi)的液體流速進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè),就有很廣的應(yīng)用前景。本文的研究?jī)?nèi)容是:(1)探地雷達(dá)的工作理論并且分析了電磁波在不同介質(zhì)中由于介質(zhì)的介電常數(shù)、磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率的不同對(duì)電磁波的傳播特性的影響。對(duì)電磁波在土壤以及不同介質(zhì)界面會(huì)出現(xiàn)反射和折射進(jìn)行了深入的研究。(2)研究了多普勒頻移的測(cè)速原理以及利用脈沖多普勒測(cè)速雷達(dá)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行測(cè)速時(shí)會(huì)出現(xiàn)的模糊效應(yīng)進(jìn)行了深入的研究。(3)研究了如何從雷達(dá)的回波信號(hào)中分析和提取出目標(biāo)的多普勒頻移,主要的分析方法是頻域的快速傅里葉變化和時(shí)頻域的短時(shí)傅里葉變換以及小波變換等,并對(duì)各種分析方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了深入的研究。(4)根據(jù)探地雷達(dá)和脈沖多普勒測(cè)速的原理,探地地下0.5m左右的PVC管道里面液體水的流速,使用MATLAB進(jìn)行了建模仿真。最后得出的結(jié)論是使用脈沖多普勒探地雷達(dá)能夠?qū)Φ叵鹿艿纼?nèi)液體的流速進(jìn)行測(cè)量,能夠應(yīng)用于天然氣,石油輸送等領(lǐng)域。
[Abstract]:With the development of society and economy, more and more underground pipelines can be used to transport oil, natural gas and other materials needed by human beings. This requires the use of ground penetrating radar to pinpoint the location of damaged pipelines. But in order to facilitate real-time monitoring of the flow of fluids in underground pipelines, The principle of ground penetrating radar and Doppler velocimetry can be used to measure the velocity of liquid in the underground pipeline, and then the flow rate of the liquid in the pipeline can be obtained, which is convenient for the real-time monitoring of the velocity of the liquid in the underground pipeline. In this paper, the working theory of GPR is studied and the dielectric constant of electromagnetic wave in different media is analyzed. The effect of permeability and conductivity on the propagation characteristics of electromagnetic wave is studied. The velocity measurement principle of Doppler frequency shift is studied by studying the reflection and refraction of electromagnetic wave in soil and interface of different media. In this paper, the fuzziness effect of target velocimetry is studied by using pulse Doppler velocimetry radar. (3) how to analyze and extract the Doppler frequency shift of target from radar echo signal is studied. The main analytical methods are fast Fourier transform in frequency domain, short time Fourier transform in time and frequency domain and wavelet transform. The advantages and disadvantages of various analysis methods are studied deeply.) according to the principles of ground penetrating radar and pulse Doppler velocimetry, The flow velocity of liquid water in the PVC pipeline about 0.5 m underground is modeled and simulated by MATLAB. The conclusion is that the velocity of liquid in the underground pipeline can be measured by using pulsed Doppler ground penetrating radar and can be applied to natural gas. Oil transportation, etc.
【學(xué)位授予單位】:長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TE973.6;TN957.51
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,本文編號(hào):1630252
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