水下金属管线探测仪电磁信号发送机设计

针对江河水下金属管线埋深大、距离长等特点,专门设计了一种基于STM32和CPLD的电磁信号发送机,为电磁法探测水下金属管线提供人工场源。介绍了水下金属管线探测仪电磁信号发送机的设计方法,根据实际探测情况建立了发送机信号输出回路的物理模型,推导了输出回路的数学表达式并进行了仿真,描述了发送机电路结构与输出电流的测量方法,仿真和样机实验结果表明,发送机设计方法可行,输出信号频率稳定,最大输出功率可达1 000 W,电流测量相对误差约2%,可为水下金属管线的电磁测深提供能量充足且稳定的电磁信号。     

电缆顶管的定位探测与数据管理

在电缆线路中,由于没有掌握准确的地下电缆定位数据,致使市政建筑施工中容易发生损坏电缆的事故。为此,提出采用示踪频率电磁法对地下电缆进行定位探测,并利用信息技术对电缆数据进行计算机可视化管理。从磁性分布的角度分析了示踪频率电磁法的探测原理,通过分析电性分布说明了此方法有较高的探测精度,并介绍了具体的探测操作方法和实现电缆数据信息化管理的流程。该方法在深圳供电局110kV民超线中应用,效果良好。     

埋地非金属管道雷达探测成像定位方法研究

非金属管道在地下管网建设中得到广泛应用。 探地雷达法作为地下公共设施主要检测方法之一,常被用于地下非金属 管线探测中。 由于探测过程中存在非金属管道回波信号微弱、地下结构复杂、波速难以精确估算等问题,使雷达探测成像及定 位成为难题。 针对上述问题,研究了适用于埋地非金属管道的波速估算和回波信号处理方法,提出了空间频域插值成像和二值 化定位算法;通过数值仿真验证了所述成像定位方法的可行性,并进行了 0. 400、0. 600 和 1. 100 m 埋深的非金属管道现场测 试。 实验结果表明,所提方法能够有效消除双曲线效应,探测区域的成像定位误差分别为 0. 006、0. 006 和 0. 012 m,满足埋地非 金属管道定位需求。 研究成果可为埋地非金属管道成像及定位提供技术支持,有益于提高探地雷达对地下非金属管线的探测 精度。     

电缆检测多频率激励信号源的研究

地下管线探测技术对于各个企业、城市的规划建设乃至整个国家社会经济的发展都起着不可估量的作用.通过开挖测绘来了解地下管线的分布情况,速度慢、安全性差、准确度不高,取而代之的是电磁探测法.电缆探测定位、故障诊断主要采用电磁探测法:由激励信号源产生一定频率的信号加载在电缆上,用接收设备拾取电缆产生的电磁场,经过一定的处理,获得电缆走向、埋深等信息.本文介绍了地下电缆探测的基本原理,设计了一个实用电缆检测多频率激励信号源,并详细地分析电缆信号源的分频电路、升压电路、开关电路等主要电路.实验表明,本设计能够产生各种要求的频率/周期信号,振幅在48V左右,功率在5W左右.     

一种新型高稳定度金属探测及保护系统

本介绍一种基于金属体内电涡流效应的新型高稳定度金属探测及保护系统。它除可直接用于各类自动生产线对非金属物料输送带上的游离金属物进行定位与处理之外，还可用于其它需要对金属进行检测的场全，如海关，机场安全地下金属管路或地下电缆定位等。     

地下金属管网对通信线路暂态电磁屏蔽作用的计算

为了分析电力线路故障条件下,地下金属管网对其附近通信线路的屏蔽保护作用,给出了地下金属管网电磁屏蔽暂态计算的模型和系统化方法。借助快速傅立叶算法(FFT),地下金属管网对通信线路的时域暂态屏蔽作用可由其频域计算结果变换得到。频域计算模型基于传输线理论,以管网的节点电压为未知量,计算软件所需内存小,计算速度快。该方法对电力线路、通信线路以及金属管线的走廊选取与设计具有指导意义。     

地下通信电缆外套金属管道与附近铺设屏蔽线屏蔽效果的比较

提出了一种同时考虑感性耦合和阻性耦合时的地下导体电磁屏蔽的计算模型,利用该模型进行了地下金属管道对其内通信电缆和屏蔽线对其附近通信电缆的电磁屏蔽计算。计算结果表明,不仅从感性耦合的屏蔽效果考虑,则金属管道和屏蔽线对地下通信电缆屏蔽保护效果基本相同;从阻性耦合影响和对防雷影响的屏蔽效果考虑,则套装金属管道的效果要优于敷设屏蔽线。     

城市电力线路附近地下金属管网中感应电流与其屏蔽系数的计算

提出了计算城市电力线路附近具有外护层的地下金属管网中感应电流的节点电压型双侧消去法。该法计算速度快,所需内存少。给出了金属管道之间磁耦合的处理方法,使双侧消去法扩大了使用范围。还给出了工程计算实例。通过计算也表明：地下金属管网对通信线的纵向感应电动势有明显的屏蔽作用。     

堤防渗漏隐患探测用瞬变电磁仪

堤防隐患探测是防洪减灾的重要内容。国内外多年试验研究表明，在诸 多物探方法中，瞬变电磁法和高密度电法是探测堤防渗漏隐患最有效的方法。在研究瞬变 电磁法应用于土坝和堤防渗漏的隐患探测过程中研制成功瞬变电磁仪，先后在7座大坝和3段 堤防上进行渗漏隐患探测和定位。文中介绍了该仪器的工作原理、电原理以及设计中的若干 技术问题。     

瞬变 / 谐变一体化的大地电磁收发线圈设计

采用瞬变电磁法和谐变电磁法仪器观测地下空间数据并进行融合处理,能够提高探测成像能力,然而现有的瞬变电磁法和谐变电磁法仪器独立成套,必须配置多套仪器分次采集。设计了一种可满足瞬变/谐变两种模式使用的小型、大带宽、高灵敏度大地电磁收发线圈,为便携、浅层高分辨的瞬变/谐变一体化电磁探测系统开发奠定基础。首先,建立了空心线圈传感器等效电路模型,分析了线圈传感器的灵敏度和噪声特性,制作的传感器经过测试表明,在1 125 Hz处,灵敏度为23.12 mV/nT,等效磁噪声9.27 pT/√Hz,传感器带宽1 Hz～100 kHz;然后,通过公式和有限元软件对传感线圈偏心放置时收发耦合进行了计算,确定了收发线圈组合的最佳耦合位置,计算和仿真结果与实际位置分别相差0.21%和0.17%,有效对消了发射磁场(一次场)。构建了时间域和频率域电磁法探测系统,测试表明,设计的瞬变/谐变一体化收发线圈能够满足时间域和频率域电磁法两种探测模式使用。     

挂轨式管道泄漏检测机器人设计

地下管廊中管道的泄漏检测是管廊安全运行的重要保障之一,为了实现管廊的自动化运行,并针对传统检测方法的灵活性不足、信息交互性差的缺点,本文基于STM32F103设计了一种挂轨式管道泄漏检测机器人。机器人搭载MIC声音传感器作为泄漏检测装置,将采集到的信号利用神经网络进行音频特征的识别,监控主机对判断结果做出报警或其他措施。经过管道泄漏检测系统实验平台测试,机器人系统运行稳定,对于管道泄漏的检出率达到93%,满足实际应用需求。     

高精度管线测量机器人多传感器集成方法

针对现有地下管道探测方法适用性差、易受环境干扰、测量精度低等问题,提出了一种基于管道测量小车,多传感器数据融合的高精度管线测量机器人集成方案。系统以管道测量小车为平台,FPGA为控制核心,挂载惯性测量单元、里程测算单元,通过实时测量管道小车的姿态信息,同时融合里程数据及起止位置坐标推算地下管道的埋深、走向等信息。测试结果表明,本系统的适用性好、抗干扰性强,实现了对地下管道三维航迹参数的实时测量,以及测量数据的同步传输和存储;数据解算达到了95 m横向重复性±40 mm,高程重复性优于±20 mm的高精度曲线测量指标。     

地埋输水管线腐蚀分析

对电厂地埋输水管线腐蚀状况及土壤腐蚀性进行了调查和分析,结果表明地埋管线腐蚀严重,部分管线的涂层出现了破损,局部腐蚀泄漏。管外壁防护层老化和杂散电流干扰是影响地埋管线腐蚀的重要原因。     

配电网故障定位方法及其发展趋势

在现有故障定位研究的基础上,从各种故障定位方法的区别出发,较为全面地分析了各种故障定位方法,指出了各种故障定位方法的优、缺点。分析了国内故障定位研究的发展状况和研究程度。然后在传统信号注入的基础上提出了新的故障定位方法,并用Matlab进行了仿真验证,提出了未来配电网故障定位研究的总体发展趋势。     

非开挖管道修复技术在发电厂供水管道上的应用

介绍了发电厂地下供水管道泄漏的发生机理,叙述了各类非开挖修复技术的特点,就焦作电厂应用高密度聚乙烯管进行管道修复进行了介绍。根据发电厂的实际情况,说明了进行管道修复时需要注意的几个问题,实践了处于城市建成区以内的地下管线改造和降低改造成本的新方法。     

基于镜像地磁方向磁分量的单条地下电缆管线定位方法

城市地下电缆管线位置的探测与埋深的计算对于城市安全与规划建设具有重要的意义。然而,由于各种原因造成了对于城市地下电缆定位信息的缺失,存在安全风险。文中在地磁场磁化模型基础上,提出了一种用于解算电缆管道位置与埋深的方法,并对电缆管道常见的单管敷设与排管敷设情形进行计算验证及补偿,可以对电缆单管及排管管道实现简单快速的检测与定位。首先根据地磁方向与磁异常方向的重合性确定管道位置的一维信息,再利用镜像地磁方向磁分量信号确定管道位置与埋深,通过对排管情形的仿真,利用投影曲线的畸变程度校准了排管情形下的计算误差。通过实验验证了该方法用于电缆管道检测的有效性。     

实现上海地下电力管线通道资源管理的设想

地下电力管线通道是电力输送的生命线,是电力企业非常宝贵的资源。采用计算机、图形、自动化、通信等技术手段对地下电力管线通道资源进行动态跟踪智能化管理,使电力通道的规划和建设合理化,管线资源的使用与管理规范化。对实现地下电力管线通道资源管理提出了初步设想和建议。     

燃气管道泄漏的次声源定位算法研究

针对城市燃气管道泄漏定位精度不高的问题,根据燃气管道泄漏时泄漏点产生次声波的特性,提出了一种燃气管道泄漏的次声源定位算法。该算法通过构建泄漏源的定位模型,利用传感器节点和泄漏点之间位置上的几何关系得到泄漏点位置。首先利用传感器阵列采集燃气管道泄漏时产生的次声波信号,并对该信号进行小波去噪处理,接着利用广义互相关法计算相邻传感器节点间的时延,最后结合定位模型计算出泄漏点位置。针对算法的信号处理部分进行了仿真,并在实验室进行了泄漏点定位的模拟实验。结果表明,在燃气管道泄漏定位中,算法的定位误差在1 m以内,具有较高的定位精度。     

管道缺陷检测与外形量化研究

介绍了管道漏磁在线检测仪整体结构,对关键硬件设计进行分析,叙述了漏磁场信号的预处理方法和缺陷漏磁场的补偿技术,对缺陷的长、宽、深外形参数量化进行了研究,编制管道缺陷分析软件实现了量化缺陷外形的整个过程,通过实验验证量化算法有效可行,提高了国内管道缺陷检测和量化的精度.     

城市地下管线受隧道施工影响的显式解分析

为研究地下管线受隧道施工的影响，基于Winkler弹性地基梁理论和相关研究成果，综合考虑隧道施工对地下管线的影响范围，对现有计算公式进行了修正，给出了单线隧道施工时地下管线变形的显式解，并提出了一种适用于求解地下管线转角、弯矩和剪力等力学响应的新方法。在此基础上，利用MATLAB计算软件对所提出的方法进行了验证性计算，论证了其可靠性。最后，利用叠加原理，进一步提出了双线平行隧道施工时地下管线力学响应的计算方法。研究表明：双线隧道施工下地下管线的力学响应与单线隧道存在显著差异，并且双线隧道间距对地下管线的力学响应存在显著影响：随双线隧道间距的变化，地下管线的变形和转角分布趋势基本不变，但最大变形和转角总比单线隧道大；然而，存在一定范围，当隧道间距在此范围外时，最大弯矩和剪力比单线隧道大，在此范围内时，最大弯矩和剪力会出现比单线隧道小的情况。文章为分析地下管线在单、双线隧道施工条件下的力学响应提供了一种有效的计算方法，可为保障城市地下管线的安全运行评估提供理论参考。