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油气管道运输是我国重要的能源运输方式,对我国民生经济的发展有重要作用。因为管道材料的老化,腐蚀以及外力作用造成的管道损伤频频发生,对管道实施内检测显得尤为重要。而实施内检测的过程中,检测设备常常在管道当中发生卡堵的情况,会造成管道运输行业重大的损失。因此,为了最大化减少由于检测器卡堵造成的损失,开展内检测器定位技术的研究有重大的意义。由于管道系统庞大且错综复杂,则研发用于内检测器的超低频电磁波无线定位收发装置,具有重要意义。
本文研究是超低频电磁波无线定位收发装置的设计与其定位算法的研究。其主要包含了以下几个方面:
首先,针对由于在检测过程中由于超低频仿真理论模型还不够完善,本文利用基于有限元的电磁场仿真工具ANSYS对电磁波接收装置探头进行优化设计,对发射探头在不同情况下的磁场分布做了仿真。
其次,针对在室外检测的过程中,装置必须保证连续不间断的工作,所以硬件设计围绕低功耗的设计原则,从电磁波发射装置到电磁波接收装置的设计,尽量降低系统的功耗。本文设计的系统多采用间歇性发射或者PWM控制输出,多选择低功耗的元器件。在一定程度上减小了设备的功耗。而且本文的创新之处在于,设计了一种新型的超低频谐振磁场叠加功率放大电路,这种电路特别适合与超低频电磁波定位技术,可以实现发射性能的提升。
再次,由于超低频定位的检测环境是收发探头之间存在一定距离,在接收探头耦合发射探头激发的信号之后,信号失真度很明显,很难利用耦合信号直接做特征提取,所以本文设计了功率放大滤波电路以及包络检波电路,极大的提升了信号的特征性。
最后,针对接收装置的定位技术在算法实现上的复杂问题,本文提出了基于深度置信网络的三探头数据组合样本训练模型。利用Matlab仿真软件对测距数据进行训练和测试,实现了对测距数据的分类处理,为超低频定位算法研究提供了新的思路。
本文研究是超低频电磁波无线定位收发装置的设计与其定位算法的研究。其主要包含了以下几个方面:
首先,针对由于在检测过程中由于超低频仿真理论模型还不够完善,本文利用基于有限元的电磁场仿真工具ANSYS对电磁波接收装置探头进行优化设计,对发射探头在不同情况下的磁场分布做了仿真。
其次,针对在室外检测的过程中,装置必须保证连续不间断的工作,所以硬件设计围绕低功耗的设计原则,从电磁波发射装置到电磁波接收装置的设计,尽量降低系统的功耗。本文设计的系统多采用间歇性发射或者PWM控制输出,多选择低功耗的元器件。在一定程度上减小了设备的功耗。而且本文的创新之处在于,设计了一种新型的超低频谐振磁场叠加功率放大电路,这种电路特别适合与超低频电磁波定位技术,可以实现发射性能的提升。
再次,由于超低频定位的检测环境是收发探头之间存在一定距离,在接收探头耦合发射探头激发的信号之后,信号失真度很明显,很难利用耦合信号直接做特征提取,所以本文设计了功率放大滤波电路以及包络检波电路,极大的提升了信号的特征性。
最后,针对接收装置的定位技术在算法实现上的复杂问题,本文提出了基于深度置信网络的三探头数据组合样本训练模型。利用Matlab仿真软件对测距数据进行训练和测试,实现了对测距数据的分类处理,为超低频定位算法研究提供了新的思路。