水下金属管线探测仪电磁信号发送机设计.pdf

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1、第29卷第4期电子测量与仪器学报lf_29Ⅳ0．4·584·JOURNALoFELECTRoNlCMEAsUREMENTANDINsTRUMENTATIoN2015年4月DOI：10．13382／j．jemi．2015．04．014水下金属管线探测仪电磁信号发送机设计4,t-国红李广黄良沛程辉'杨天春(1．湖南科技大学先进矿山装备教育部工程研究中心湘潭411201；2．湖南科技大学机械设备健康维护湖南省重点实验室湘潭411201；3．中国科学院地质与地球物理研究所北京100029)摘要：针对江河水下金属管线埋深大、距离长等特点，专门设

2、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1000W，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。关键词：电磁法；管线探测；发送机；电流测量中图分类号：TH763；TN06文献标识码：A国家标准学

3、科分类代码：460．40DesignofsignaltransmitterforunderwatermetalpipedetectorFuGuohongLiGuangHuangLiangpeiChengHui‘YangTianchun(1．EngineeringResearchCenterofAdvancedMiningEquipment，MinistryofEducation，HunanUniversityofScienceandTechnology，Xiangtan411201，China；2．HunanProvincialKey

4、LaboratoryofHealthMaintenanceforMechanicalEquipment，HunanUniversityofScienceandTechnology，Xiangtan411201，China；3．InstituteofGeologyandGeophysics，ChineseAcademyofSciences，Beijing100029，China)Abstract：Aimingatthefeaturesofgreatburieddepthandlongdistance，amorepowerfulelect

5、romagneticsignaltransmitterwasdesignedbasedonSTM32andCPLD．thetransmitterwasusedforthedetectionofmeta1pipelinewhichwasburiedunderrivers．Thispaperintroducedthedesignmethodofthetransmitterindetail．Accordingtotheactualsituation，aphysicalmodelandthecalculatedmathematicalexpr

6、essionofelectromagneticsignaltransmittingloopwereestablished．Aseriesofmeasurementexperimentwascarriedoutusingtheprototypetransmitter．Thesimu—lationandexperimentalresultsshowthatthetransmitterisreliableinwork．Themaximumoutputpowercanreach1000wattsandtherelativeerrorofcur

7、rentmeasurementiSabout2％．itcanprovidespowerfulandstableelectromag—neticsignalfordepthdetectingofunderwatermetalpipe．Keywords：electromagneticmethod；pipelinedetection；transmitter；currentmeasurement情况经常出现，其工程环境问题逐渐成为人们关注1引言和研究的焦点。江河水下金属管线作为城市地下金随着我国城市化进程的快速推进和现代非开挖属管网的一部分，

8、所处环境比较特殊，随着水流冲技术的迅猛发展，金属管线的应用日益增多，江河水刷、河道变迁和其他人为因素的影响，管线的埋伏状下金属管线长距离(>300m)、大深埋(h>5m)的收稿日期：2014-02ReceivedDate