海底管道微小泄漏球形内检测器整体设计.pdf

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1、石油工程建设海洋工程■■海底管道微小泄漏球形内检测器整体设计基金项目：天津市科技计划项目(10JCYBJC07100)；中海油合作项目(G1317CS—B12C043)陈世利，郭世旭，黄新敬，赵吉波，徐天舒天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津300072doi：10．3969／i．issn．1001—2206．2014．04003摘要针对海底管道微小泄漏检测，提出管道球形内检测器整体设计方案。文章从整体平台方案、硬件电路设计以及下位机软件设计三方面介绍了球形内检测器的整体结构。整体平台方案阐述了各模块的作用及相互之间的关联。硬件电路设计包括处理器的选取、存储模块的选取与设计和

2、电源模块管理等；方案最终选用Samsung公司基于ARM1176架构的$3C6410处理器，速度等级为Class1O的TF卡，采用10节电池总容量为31Ah组成的电池组。软件设计包括驱动程序及应用程序的设计，其中后者采用了高效的多线程编程方式。关键词ChenShill，GuoShixu，HuangXinjing，ZhaoJibo，XuTianshuStateKeyLaboratoryofPrecisionMeasurementTechnologyandInstrumentofTianjinUniversity，Tianjin300072，ChinaAbstractFordetectin

3、gtinyleakageofsubseapipeline，theoveralldesignofthesphericalinnerdetectorisproposed，whichincludesthreeaspects：theove~lIplatformsolution．thehardwarecircuitdesignandthesoftwaredesignofIowercomputer．TheoveralIsolutioniIlustratestheroleofeachmoduleandtheirconnections．Thehardwaredesignincludesselectio

4、noftheprocessorandstoragemodule，themanagementofthepowersupplymodule，etc．；the$3C6410processorbasedonARM1176architectureproducedbySamsungCo．．theTFcardwithaspeedofClass10andthebatterypackcontainingten3100mAhlithiumbatteriesarechosen．Thesoftwaredesignincludesdriveprogramandapplicationprogram，thelatt

5、eruseseffectivemulti—threadedprogramming．Keywordssubseapipeline；leakage；detection；sphericalinnerdetector；hardwaredesign要介绍其核心设备数据采集平台的硬件设计以及与硬1牛系统匹配的下位柳软件设计方案。管道输送是海洋油气运输的最有效、最安全的输送方式，定期对其进行检查和安全评估，及时发现因腐蚀、老化、裂纹、变形引起的微小泄漏，尽早采取补救措施图1所示为数据采集平台的总体结构框图，硬件电是消除管道运行潜在安全隐患的有效手段。路部分主要包括：处理器模块、存储器模块、电源模块、

6、针对海底管道微小泄漏检测，天津大学精密测试技各传感器的信号调理及模数转换模块、交互接口模块。术及仪器国家重点实验室研制了管道球形内检测器：法数据采集平台以处理器模块为核心，操控系统自检、兰式密封球壳内装载水听器、惯导模块、磁传感器、电路各传感器数据采集和存储、电源管理、数据传输、检测板和电源模块等，随管内液体一起流动，沿途可采集管内器与外界通信等任务。各传感器采集相应的信号，经过泄漏声音信息、自身运动信息和管内磁场信息等，本文主调理电路的处理再经过模数转换为数字量，通过一定的_海洋工程石l{jf建设L⋯⋯⋯⋯⋯⋯～图2处理器模块结构框图同步性较差；DSP具有强大数据处理能力和很高的运行

7、速度，但是需要配备很多外围模块；ARM与FPGA可以便捷可靠地实现检测系统同步、快速地采集多传感器数据，但相对而言FPGA功耗高、体积大。因此，采用ARM作为核心处理器，ARM具有强大的事务处理功能，L——⋯⋯⋯一一可以配合嵌入式操作系统使用，使用操作系统最大的优图1数括采集平台的总体结构框势是并发处理大量数据，管理内存，进行多任务调度，通信协议传给处理器，最后存储在大容量TF卡中。通契合本检测器数据采集平台的需求。过与外界的交互接口模块，可在