论文摘要
本文依托于国家863计划资助项目“油气输送管线检测装置标验及率定关键技术研究”(项目编号:2006AA092324),开发研制一套用于海底输油管道内壁的变形检测装置。随着海上油田的相继开发利用,海底管道铺设量逐年增加,管道事故频繁发生,这样不仅造成巨大经济损失,而且污染环境影响生态,因此海底管道检测逐渐受到人们的重视。然而,我国目前海底管道检测技术发展比较缓慢,国外的检测仪器价格极其昂贵,为此设计了性价比高的海底管道内变形检测仪。管道变形检测是多领域、跨学科的课题,涉及到管道流体力学、热力学、传感技术、微弱信号检测和信号处理等多个学科。本课题是基于PIC单片机开发的海底管道内变形检测仪,采用八路位移传感器检测管道变形量,从单片机PIC16F873A采集这些变形量,存储到Flash存储器中。主单片机PIC16F877A则主要负责与从单片机和上位机进行通讯和进行时间的基准标定,采用Delphi软件进行上位机设计,结合SQL Server2000进行数据的管理。本文分析当前国内外管道检测技术的发展现状和应用情况,详细地介绍本课题所选用的传感器和惯性测量装置(IMU),并阐述检测仪的硬件电路图与相应的软件流程及上位机监控软件设计。最后,对本文所做的工作进行总结,简要介绍其研究成果,并指出进一步的研究方向。本课题研制成功后将具有广阔的应用前景,也将产生显著的经济效益和社会效益。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 课题研究的背景和意义1.2 管道检测分类综述1.2.1 管道检测技术1.2.2 管道检测技术的发展1.3 国内外管道检测现状1.4 课题主要研究内容和结构第二章 海底管道内变形检测仪的本体结构设计2.1 检测仪的结构参数2.2 检测仪设计时应满足的要求2.3 检测仪的本体结构组成2.4 检测仪本体密封及防腐2.5 检测仪的通过性分析2.6 本章小结第三章 海底管道内变形检测仪的下位机设计3.1 引言3.2 PIC 单片机3.2.1 PIC16F87X 的性能简介3.2.2 PIC16F877A 单片机3.2.3 PIC16F873A 单片机3.3 串行通讯模块3.3.1 串口通信3.3.2 PIC 单片机的串口通信3.3.3 主单片机与PC 机的串口通信3.3.4 主从单片机的串口通信3.4 A/D 转换模块3.4.1 ADC 的配置3.4.2 ADC 工作原理3.4.3 A/D 转换步骤3.5 Flash 存储器模块3.6 时钟模块3.7 下位机设计时可靠性设计3.7.1 下位机硬件抗干扰设计3.7.2 下位机软件抗干扰设计3.8 本章小结第四章 海底管道内变形检测仪的传感器系统4.1 检测仪的计程轮4.2 检测仪的变形量检测4.3 检测仪的压力检测4.4 检测仪的倾角检测4.5 本章小结第五章 海底管道内变形检测仪的惯性导航系统5.1 惯性导航的基本概念5.2 惯性导航系统的组成5.3 惯性测量装置ADIS163505.4 误差分析5.5 本章小结第六章 上位机软件系统设计6.1 客户区界面模块6.2 数据库模块6.2.1 数据库简介6.2.2 数据库的创建6.2.3 数据库表设计6.3 通信模块6.3.1 通信协议6.3.2 通信协议的设计6.3.3 串口通信控件6.3.4 通信步骤6.4 本章小结总结与展望(一) 本课题的主要研究成果(二) 系统存在的问题和今后研究的方向(三) 前景参考文献附录1 系统硬件电路图附录2 下位机样机实物图附录3 主单片机部分源代码致谢攻读学位期间发表的学术论文和参加科研情况说明
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