水下管道防腐層檢測儀的硬件設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著中國經(jīng)濟快速騰飛,石油、天然氣消耗越來越大。管道運輸作為油氣運輸?shù)闹饕绞娇焖侔l(fā)展。由于大量管道穿越河流,因此水下管道安全性受到越來越多的重視。水下管道外壁涂上防腐層是主要的管道防腐措施。防腐層一旦破損,將會降低管道陰極保護效果,同時由于管道在水下,將加快管道腐蝕。管道一旦發(fā)生腐蝕,導(dǎo)致油氣泄漏。油氣泄漏將造成巨大的經(jīng)濟損失,并且造成嚴(yán)重的環(huán)境破壞。管道一旦爆炸將造成無法彌補的人身安全事故。鑒于此,水下管道防腐層檢測技術(shù)十分重要。<

2、br>　　本文研究了國內(nèi)外水下管道防腐層檢測技術(shù),并在此基礎(chǔ)上采用多頻管中電流法(PCM)設(shè)計了水下管道防腐層檢測儀。具體設(shè)計工作有:
　　1)發(fā)射機具體設(shè)計。首先進行硬件電路方案設(shè)計。本文根據(jù)油氣管道電氣特性選用以線性電源和開關(guān)電源結(jié)合的方案。設(shè)計過程中,進行了理論電路仿真,包括線性恒流源仿真和開關(guān)穩(wěn)壓源仿真。然后進行硬件電路設(shè)計、焊接、調(diào)試工作。發(fā)射機由數(shù)字電路和功率電路組成。數(shù)字電路主要實現(xiàn)交流基準(zhǔn)信號的產(chǎn)生。功率電路主要實

3、現(xiàn)電壓電流轉(zhuǎn)換以及功率擴大。
　　2)接收機具體設(shè)計。接收機由管道探測器和磁場數(shù)據(jù)分析模塊組成。管道探測器為一個特制高磁導(dǎo)率磁場感應(yīng)線圈。磁場數(shù)據(jù)分析模塊選用ARM和FPGA為主控芯片。FPGA主要功能是對磁場信號進行采樣、數(shù)字濾波、傳送給ARM。ARM負責(zé)將FPGA傳過來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成管道信息顯示和實時存儲。磁場數(shù)據(jù)分析模塊硬件電路主要由數(shù)字電路和模擬電路組成。模擬電路主要對磁場微弱信號進行儀表放大、射頻濾波、工頻干擾濾波(陷波器