油气管道内形变检测仪的研制

论文摘要

本论文所研究内容是中国石化股份有限公司科技开发部下达的项目《中深水油气田开发海工优化设计技术研究》的一部分，研制适用于管道内径457mm的油气管道内形变检测仪，用于对管道在不同位置的形变进行精确定位。本文在充分考虑管道内部环境的基础上，对检测仪的机械结构做了设计，防水、抗压和通过性等性能够很好的满足工况要求。电气部分采用PC104模块计算机作为中央处理器，设计了基于PC104接口总线的数据采集系统。本论文的主要内容包括：1.设计了高能量锂离子电池组，改善了电池在高温下的性能和承载大电流的能力，能够为检测仪提供长时间的供电保证；设计了两通道无线电遥控电路，实现对供电电源开关的无线控制。2.针对管道工况和检测仪的机械架构设计了检测仪的传感器系统，阐述了所用的各类传感器工作原理。形变检测轮使用独立检测的方式，各个检测轮互不影响；计程单元采用霍尔元件，具有可靠的抗干扰能力和检测精度。3.使用PC104模块作为数据采集电路的中央处理器，设计了基于PC104接口的数据采集电路，使用可编程定时器82C54产生精确的定时中断，实现了对传感器系统脉冲量和模拟量的循环采集。分析了CF卡的寄存器特性和文件管理系统，实现了PC104模块对CF卡扇区的读写。4.使用数据库管理系统SQL server2000和可视化编程环境Delphi7.0实现了对数据的处理和显示。本课题所设计的管道形变检测仪经过实验室的水驱试验，试验结果表明检测仪性能可靠、工作稳定，达到了预期的设计要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 管道检测技术综述
• 1.2.1 管道检测技术
• 1.2.2 管道检测技术的发展
• 1.2.3 管道检测国内外研究现状
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第二章 检测仪的机械架构和供电电源
• 2.1 机械架构
• 2.2 供电电源
• 2.2.1 锂离子电池的工作原理
• 2.2.2 承载大电流的能力
• 2.2.3 高温下锂离子电池的改进
• 2.2.4 电池组的设计方案
• 2.2.5 电池组的使用
• 2.3 本章小结
• 第三章 基于 PC104 总线的系统硬件设计
• 3.1 硬件框架
• 3.2 PC/104CPU 模块
• 3.2.1 PC/104 总线简介
• 3.2.2 PC/104 主机板选型
• 3.3 传感器选型
• 3.3.1 路程检测
• 3.3.2 形变检测
• 3.3.3 压力检测
• 3.4 I/O 端口地址译码与控制电路
• 3.5 电源开关遥控电路
• 3.6 数据采集电路
• 3.6.1 I/O 接口电路设计
• 3.6.2 A/D 转换电路的设计
• 3.6.3 实时循环采集的实现
• 3.6.4 脉冲数据的采集
• 3.7 数据存储的设计
• 3.8 本章小结
• 第四章 油气管道内形变检测仪软件设计
• 4.1 下位机程序设计
• 4.2 数据库的设计
• 4.3 基于Delphi 的数据库形变数据的显示
• 4.4 本章小结
• 第五章 形变检测仪试验及结果分析
• 5.1 试验前的准备
• 5.2 形变检测仪水驱试验
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录