陈水平
- 作品数：3 被引量：23H指数：3
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- 相关领域：电子电信自动化与计算机技术更多>>
- 铁磁管道用极低频磁发射机的逆向优化设计被引量：8
- 2014年
- 极低频磁信号对金属管道、岩石等高磁导率介质穿透力极强,在石油、天然气管道检测工程中常作为移动机器人跟踪与定位用的磁场源。在管道移动机器人跟踪与定位实践中,不同类型的管道,其尺寸、壁厚等有较大差异且管道埋深也不尽相同,这就需要不同功率的极低频磁发射机。将管道环境下极低频磁信号的传播规律和信号发射接收工程应用相结合,提出一整套极低频磁发射机的逆向优化设计方法。首先,根据极低频信号接收机中所用检测算法的检测概率与信噪比之间的关系得到某一检测概率下的接收机需要的最低信噪比,继而得到接收机前端的最小磁感应强度。然后以接收机前端的最小磁感应强度为基点,反推管道内极低频磁发射机需要产生的最小磁感应强度,由此设计出满足磁场与几何尺寸约束的发射机线圈结构与电路拓扑。由该方法得出的设计结果,既能满足接收机对磁感应强度的要求,又能保证发射机供电电源的使用寿命远远超过要求的连续工作时长;同时当工况参数在一定范围内变化时,接收机前端的磁感应强度仍满足以高检测概率检测到极低频信号的要求。
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- 关键词：峰值信噪比
- 铁磁管道环境下极低频微弱磁场的分布及检测被引量：12
- 2011年
- 极低频信号对金属管道、土壤等介质具有良好的穿透性能,可以应用于管道中的目标定位。实现这个目标包括2方面的内容:一是认识极低频磁场在管道环境下的分布;二是对接收的混有噪声的极低频信号进行检测与判决。其中极低频磁场的分布特性是信号检测、判决与系统设计的基础。首先建立了管道环境下极低频磁场的对称模型,推导了管道内外各层介质中极低频磁场的解析表达式并给出数值计算结果,通过ANSYS软件建模仿真进行验证。在此基础上,得到了接收天线上感应磁场随距离的变化曲线,通过对信号与噪声的比较,设计了接收系统的整体方案。针对接收信号的特性,选择最小二乘法进行实时检测和判决。通过分析核心判决统计量与归一化自相关系数的关系,采用深度叠接相加预处理技术,明显地改善了系统的接收效果,扩展了叠接相加法的应用范围。
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- 关键词：磁场分布
- 油气管道检测用极低频磁信号收发系统的实验研究被引量：7
- 2014年
- 为保证油气管道的安全可靠运行,需定期使用智能机器人对油气管道进行检测和清管。为掌握智能机器人在油气管道中的运行位置,使用极低频磁信号收发系统对其进行跟踪。极低频磁信号收发系统主要由极低频磁发射机、接收机和远程监视中心组成。为保证收发系统能够应用于管道检测工程中,进行了一系列实验来验证收发系统的性能。首先实测了磁发射机的持续工作时间、工作频率、效率和磁感应强度等基本参数。然后在空旷场合下,当磁发射机以一定速度移动时,采集相隔一定距离处的接收线圈上的感应电压信号,并使用基于最小二乘的检测算法进行离线检测,证明了最小二乘算法的有效性。最后分别在空旷场合、牵拉场环境和管道现场对接收机的性能进行了实时测试。实验结果表明:接收机能够准确跟踪油气管道中以4m/s移动的装载有磁发射机的智能机器人。
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- 关键词：油气管道最小二乘估计
