油气集输管道腐蚀监测系统设计

随着我国石油、天然气勘探开发的不断深入,油气集输管道腐蚀问题日益严重。在对油气集输管道腐蚀进行深入研究的基础上,优选了油气集输管道腐蚀监测参数,完成了传感器以及数据采集硬件设备的优选,基于LabVIEW软件开发平台以及SQL Server 2000数据库管理软件设计开发了一套油气集输管道腐蚀实时监测软件系统。系统能够实时监测油气集输管道腐蚀状况,为油气集输管道腐蚀评价提供有力依据。     

天然气井场/集输站在线安全监测报警系统设计

简要介绍了建设天然气井场／集输站在线安全监测与报警系统的必要性和现实意义。通过对几种泄漏检测技术的对比分析,提出了以可燃气体探测器为主,软件分析为辅的符合井场／集输站在线检测方案。结合工程实际,详细阐述了实现天然气井场／集输站在线安全监测报警系统的结构设计、功能设计、硬件设备选型、软件实现和现场探头布点原理和方法。结果表明该方法行之有效,值得推广。     

应用于天然气管网安全监测的无线传感器网络节点设计与实现

利用无线传感器网络技术可对城市天然气管网安全进行在线、实时监测.结合具体应用需求和特点,设计了一种支持IEEE802.15.4和ZigBee协议的新型无线传感器网络节点.利用该节点,可以识别施工或其它外力对天然气管道的撞击破坏,检测管道附近泄漏的天然气浓度及异常温度等不安全因素.在集成微处理器和射频收发模块的"片上系统"芯片的基础上,实现了射频通信、数据采集和电源等模块的硬件电路设计,给出了节点间组网及数据传输的软件机制.实验结果表明,该节点具有功耗低、通信可靠等特点,可满足天然气管道安全监测的实际需要.     

Duffing振子在长输天然气管道泄漏检测中的应用

为了及时发现天然气管道泄漏,在管段上下游安装声波变送器,实时获取管道内的声波信号,采用功率谱估计的方法对泄漏声波信号进行分析,可确定泄漏声波频率在16～20 Hz之间.然后分析研究了Duffing振子检测方法中驱动力相位、频率与相轨迹状态之间的关系,并建立了基于Duffing振子的天然气管道泄漏检测系统,通过设置不同的驱动力相位,将管道内声波信号进行频率变换后输入到检测系统可以判断是否存在泄漏声波的频率成分,从而实现天然气管道的泄漏检测;为了验证方法的有效性,在实际天然气管道建立了测试系统,开展了多次不同孔径的管道泄漏测试,将泄漏声波信号输入检测系统,均可检测到泄漏声波;现场测试结果表明该方法对多种孔径的泄漏均具有较好的检测效果,可解决天然气管道较小泄漏的检测问题.     

市政排水管道检测中的声纳成像系统设计

声纳成像技术是市政排水管道病症检测中的一种重要检测技术。研制了基于脉冲回波法的排水管道声纳成像系统,介绍了声纳连续旋转扫描管壁成像的原理,给出了声纳成像仪的整体设计方案,详细阐述了主控制器和探头的实现方法,最后进行了室内模拟管道和工程现场排水管道的测试实验。实验表明,研制的声纳成像系统能实时测量显示排水管道的轮廓,准确定位并量化管道的缺陷,具有误差率低、便携、低功耗、稳定等优异的性能和良好的市场应用前景。     

一种家用天然气阀门状态监测装置的设计

本文提出一种家用天然气阀门状态监测装置,整个装置由控制模块、电源模块、报警模块和采集模块等多部分组成.利用这些模块组成的天然气阀门状态监测装置,可以实时地监测家用天然气阀门的状态,从而提醒天然气使用人员及时关闭天然气阀门,以便更安全科学地使用天然气.该方案具有安装简单、不需要改动现有管道结构、不需要外接电源等优点.     

JACE 8000在智能管道系统中的应用

为解决天然气管道站场和阀室在生产运行中存在的诸如现场数据存储、控制逻辑执行可靠性、操作指令下发延迟等问题,以及智慧管网、智能管道建设过程中面临的海量数据采集、传输和存储问题,对物联网边缘计算技术进行了测试和应用.具体方法是在现场安装边缘计算设备(JACE 8000控制器),对现场RTU系统、PLC系统和其他第三方智能设...     

基于WSN的天然气管道压力预警监测仪装置设计

天然气管道的压力预警监测仪装置设计是实现天然气在管道中安全传输的关键。提出一种基于无线传感器网络(WSN)的天然气管道的压力预警监测仪设计方法,设计了天然气管道压力信号采集和预警识别算法,采用最小方差响应不变波束形成进行压力信号识别。进行监测仪系统硬件模块设计,设计压力传感器运算放大器电路,基于WSN实现天然气管道压力预警监测仪的改进设计。系统测试结果表明,该监测仪表装置能准确采集天然气管道压力信号,能提高对天然气管道压力信号的采集识别性能,为实现天然气管道压力预警监测仪提供准确的数据基础,监测仪装置能实现对管道内的各种参数的全面、实时、动态的监控。     

基于DGPS无人潜航器避碰声纳的试验研究

提出一种利用双频RTK的DGPS来估算船只与障碍物距离的方法,并采用基于HIMM数字滤波算法获取声纳系统探测障碍物的距离信息.对比距离信息可验证声纳系统探测的有效性.利用水面船只模拟无人潜航器安装声纳系统进行了避碰功能模拟试验,结果表明改进的HIMM滤波算法可有效降低环境背景噪声影响,提高了声纳测量信息的可信度.所提出的试验方法很好地解决了声纳避碰系统的前期功能试验困难,可大大降低直接利用无人潜航器进行试验的成本和风险.     

FLUKE744在天然气管道控制系统测试中的应用

天然气管道仪表维护与校验日益智能化,针对天然气管道控制系统的测试与自动控制设备故障快速诊断问题,介绍了FLUKE744过程校准仪在HART技术应用、天然气管道SCADA系统仪表检查以及在执行器故障诊断等方面的三个应用实例,并总结了FLUKE744的几个典型操作方法.由此得出FLUKE744在天然气管道SCADA控制系统维护管理中的优越性.     

超声波目标定位与跟踪系统在机器人中的应用

机器人目标定位是实现自主导航的关键问题之一。借助超声波测距原理,采用三边测量法,设计了一个超声波定位系统。该系统通过分析处理多个传感器的信息,得到目标物体的方位数据,并配合相应的控制系统和执行机构,实现机器人对单个目标物体的跟踪。同时为了修正声速,在系统中加入了温度补偿电路。     

导航星座中的载波相位星间精密测距技术

卫星导航系统受到越来越多国家的重视,而自主导航无疑是其中的核心技术之一。基于24/3/2构型的MEO Walker星座,分析了伪码测距技术的原理与局限性,在此基础上探讨了载波相位测距技术,以及其中周跳的检测与修复、整周模糊度求解问题,结合星间链路特点提出了两种相应的解决思路,即载波相位平滑伪码测距技术、双频载波相位联合伪码测距技术,对研究具有自主导航功能的全球导航系统具有一定意义。     

一种无线多点远程监控系统的设计与实现

为了解决内河航标船发生碰撞实时远程监控的问题,笔者利用超声波雷达测距技术和远距离无线数据传输技术,结合基于轮询机制的点到多点的通信协议,设计了一种包括多个远端模块和一个中心模块的点对多点的无线数据通信系统。此套系统能即时检测船只发生的碰撞,并在中心机房的PC上实时显示状态以及声光报警。目前此套系统已经在某内河航标船上得到实际应用,取得了良好的效果。此外该系统经过较小的修改可适用于其他实时性要求较高、数据量不大的应用。     

基于Haptic技术的盲人路径诱导辅具应用研究现状

触觉(Haptic)技术信息表达是一种有效的人机交互模式和信息传递方式,并作为信息传递的重要通道用于盲人导航/路径诱导辅具领域,弥补了在特定条件下声音的缺点与不足。对盲人导航/路径诱导辅具总体情况进行了概述;结合空间认知介绍了基于Haptic技术的盲人导航/路径诱导辅具研究现状与应用;分析了基于Haptic技术的盲人导航/路径诱导辅具在今后的发展趋势和存在的问题,并讨论了应用前景。     

UUV群探测系统仿真设计

研究水下航行器(UUV)群协同探测问题,系统用多传感器协同探测,执行警戒、侦察、监视水下航行等作战任务,要求实时快速和准确探测。针对目前水下情况复杂,UUV导航精度低、水声通信误码率大等状态。为解决算法研制与实际结合不紧密的问题,提高UUV群协同探测系统性能,采用GUI函数接口,设计并实现了UUV群协同探测仿真系统。系统可通过可视化界面,用MATLAB平台对UUV群用于多目标的协同探测算法进行仿真。仿真结果表明,仿真系统能够满足UUV协同仿真测试要求,对于UUV群协同探测系统的研制具有重要的应用价值。     

SINS/DVL水下组合导航技术发展综述

随着对海洋的探索和开发不断深入, 基于捷联惯性导航系统和多普勒计程仪相结合的水下组合导航技术, 近年来在水下无人航行器导航定位得到了广泛应用. 本文简要概述了捷联惯性导航系统/多普勒计程仪(SINS/DVL) 组合导航系统的基本架构, 列举了几种被广泛中应用于组合导航系统的信息融合技术. 通过对组合导航技术梳理分 析, 总结出近期研究的3个热点问题, 包括初始对准技术、标定技术、鲁棒性技术, 以技术的更新和优化为依托, 详细 阐述了3项技术的发展历程. 在总结归纳现有技术和研究成果的基础上, 展望并分析SINS/DVL组合系统将来的研究 方向及其面临的挑战. 本文可为高精度水下导航技术研究提供有益参考.     

非线性滤波在组合导航中的应用研究

组合导航系统是现代导航设备的一个主要发展方向,在人类航空、航天等领域被广泛运用.实现高精度、高可靠性、高抗干扰性是任何一种单一的导航系统都难以胜任的.组合导航系统通常以SINS为主导航系统,将GPS等导航定位误差不随时间积累的导航系统作为辅助导航系统,应用传感器信息融合技术和滤波技术,对组合系统的状态变量进行估计,从而给出高精度的导航参数.     

北斗双星定位系统上的基于联邦Kalman滤波的组合导航技术

作为常用导航手段的惯性导航、GPS系统等单一的导航设备,已不能满足现代电子战条件下的作战使用需求。因此,目前世界各国广泛采用多设备组合、冗余设计、多功能的组合导航系统。本文设计了基于联邦Kalman滤波的组合导航技术,进行了相应的数据仿真实验,并使用北斗星定位系统上的实际运行数据进行了算法验证,从而验证了在北斗双星定位系统上使用基于联邦Kalman滤波组合导航技术的有效性和可行性,为未来进一步在中国独立自主研究的北斗双星定位系统上进行实际的工程应用和商业应用奠定了良好的基础。     

伪卫星定位系统双向时间同步技术

在外部定位系统(如GPS、Loran-C等)受限的条件下,平流层伪卫星定位系统可以为用户提供定位和授时信息,其中时间同步技术是制约系统授时及定位精度的关键因素之一.为了提高伪卫星时间同步的精度,引入了非等应答对称双边双向时间同步技术(SDS-TWR-URT),解决了常用的微波双向时间同步技术(TWR)中因忽略应答时间差异导致的同步精度低的问题.仿真结果表明与常用的TWR技术相比,SDS-TWR-URT算法同步精度提高了45%.最后给出了提高时间同步精度的一些建议.     

基于惯导/数据链的动态相对定位方法

针对卫星导航定位在复杂环境不可靠情况下如何实现无人机机间相对定位问题,提出一种基于机载惯性导航系统与机间数据链测距相结合的动态相对定位算法。该方法利用机载数据链通信测距能力与机载惯性导航系统输出的无人机速度矢量信息结合,建立机间相对定位模型,通过最小二乘法对无人机之间的相对位置进行估计,实现无人机机间的实时相对定位能力。由于通过最小二乘法解算出的相对定位结果依然存在误差,针对最小二乘法相对定位误差,提出秩亏网平差算法对无人机机群间的相对定位误差进行校正。仿真结果表明：基于最小二乘法的相对定位方法可以减缓惯性导航系统相对定位误差发散速度并且将惯导相对定位精度提高到3倍左右,通过秩亏网平差算法校正将最小二乘相对定位精度提高2倍。