管道机器人无线发射装置磁场分布研究.pdf

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1、传感检测及物联网系统管道机器人无线发射装置磁场分布研究魏浩’，魏明生1I2。周凌林’(1．江苏师范大学物理与电子工程学院，江苏徐州221116；2．中国矿业大学信息与电气工程学院,．2r-苏徐州221008)摘要：针对管道机NA-~L线通信定位精度低和距离近的问题，提出一种管道机器人发射装置的并行多级线圈结构，提高空间中电磁线圈的磁场发射强度。利用ANSYS对不同匝数的单级线圈进行仿真．仿真结果表明在线圈激励电压一定的情况下，线圈产生的磁场的强度与线圈匝数无关；在符合技术等指标要求下．线圈的产生的场强大小与线圈的级数成正比关系。关键词：管道机器

2、人；有限元；极低频：定位技术；电磁分析中图分类号：TP242，TN83文献标识码：AResearchonMagneticFieldDistributionofWirelessTransmitterforPipelineRobotWEIHao，WEIMing-sheng，ZHOULing—lin(1．CollegeofPhysics&ElectronicEngineering，JiangsuNormalUniversity，Xuzhou221116，China；2．SchoolofInformationandElectricalEngineeri

3、ng，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221008，China)Abstract：Tothelowaccuracyandclosedistanceproblemsofpipelinerobotlocalization，asortofmultipleparallelcoilmodelinthepipelinerobotemitterispresented，whichcanimprovethedensityofmagneticfieldstimulatedbytheemitter．TheANSY

4、Ssoftwareisusedtosimulatedifferentnumberofrumsofthesinglecoil．Simulationresultshowsthatunderthecircumstancethattheexcitationvoltageisgiven，thedensityofthemagneticfieldgeneratedbythecoilhasnothingtodowiththetums．Inaccordancewiththetechnologyparameters，thedensityofmagneticfiel

5、disproportionaltotheseriesofthecoil．Keywords：pipelinerobot；finiteelement；extremelylowfrequency；positioningtechnology；electromagneticanalysis0引言提出并设计了一种多级线圈并行结构．如图1所示。运用ANSYS有限元仿真软件，对线圈激发的磁场随着管道运输业的快速发展。管道内部缺陷检测进行了验证．在工程应用中．可以成倍提高线圈激发以及管道清理等工作对管道检测技术的要求越来越磁场的强度。高管道机器人被广泛地应用于石

6、油管道检测、清理以及金属管道内部检测等领域由于管道多埋于地下或海底．当管道出现问题时．及时通过机器人检测到出现问题的位置并解决问题具有重大意义管道机器人定位技术已成为实际应用中的重要课题之一极低频信号由于对海水、土层、金属等介质具有良好的穿透性．已广泛应用于机器人管道定位．近年来作者对机器人定位进行了相关研究]但在实际应用中．由图1多级线圈模型于磁场强度太低．信噪比过低．检测的效果大打折扣1信号发射装置的磁场分布基金项目：国家自然科学基金“大型重载起重吊装空间协由于极低频电磁波的频率较低．其范围在3～作柔索并联构型装备机构的动态性能分析与协调控

7、制技30Hz之间．故电磁波的辐射过程是通过发射线圈的术研究”．51275515：江苏省高等学校大学生实践“基于阵磁场变化来完成的因此发射线圈周围的磁场分布是列式传感器管道机器人无线定位技术研究”．12ssjcxyb16发射线圈发射信号强度变化的理论基础之一．是进行作者简介：魏浩(1990一)，研究方向为仿真分析、仪器设计等。提高发射线圈信号强度的理论依据．同时也是采用极收稿日期：2014．02—26低频电磁波进行管道机器人管道外定位的理论基础自动化应用20147期93