开关电容滤波器及其在地下金属管线探测中的应用

频率域电磁法探测地下金属管线

用现有的一台电磁感应式地下金属管线探测仪在现场进行人工数据采样,然后拟合出一个地下金属单管线二次场分布的经验公式,再用该分布函数曲线半宽度参数,伴以地下全属管线埋深的探测,便可探测出管径值。探测误差约为实际管径的±10%。

非金属管线探测的四种方法 移动信标探测法 利用信标探测仪定位管道，其基本的工作原理是通过追踪“信标”在管道中的 移动从而定位管道的路径。信标可以做为一个小发射机来使用，使用时利用玻璃 钢穿孔器和连接绳；或者利用刚性和半刚性电缆推进装置；或者利用cctv管 道爬行器将信标置入管道内部，利用信标探测器接收机在路面上接收信标发射的 磁场信号，从而对管道定位和定深。从使用方法上来看，信标法探测的前题是只 能应用于开放式的管道，即：非压力管道、重力管道、带有检修井或是窨井等设 施。从这一层面来说只适用于：排水管道。信标法在探测范围上有很大的局限。 固定信标探测法 ebex?300信标探测器通过发送可使地下信标感应的特定低频脉冲信号，定 位预埋于地下管道上方的信标的分布；该仪器把这种感应信号转变为音频报警信 号从而确定管道位置。信标探测仪可探测圆柱形或环状的地下信标。不同

主要通过多次试验现场采集一些示踪导线的断面磁场响应数据,分析一些无干扰的磁特性曲线,对比得出示踪导线法在解决非金属管线探测问题上的应用。

介绍了探地雷达的工作原理及方法,分析了地下目标体的雷达波组特征,总结了探地雷达深剖面图的异常特征。经开挖验证,探地雷达异常特征与地下目标体实际位置相吻合,说明该方法具有速度快、探测精度高、可获得连续结果等特点。

分析了现有电磁感应式地下金属管线探测仪存在的问题,并且,从两个方面对这类探测仪的性能进行了改进:(1)通过压缩接收机高频电路的通频带和在低频电路中加有源带通滤波器,从而大大提高了仪器的抗干扰能力;(2)通过改进接收机显示电路中的整流电路,降低了灵敏限,使这类探测仪的测深误差由原来的10%￣20%降低到5%左右。

本文首次分析了沿用已久的电磁式地下金属管线探测仪极值测探法计算公式存在的系统误差,然后采用线最小二乘法对实测数据进行拟合,从而给出符合实际的修正因子。

本文首先分析了沿用已久的电磁式地下金属管线探测仪零值测深法存在较大系统误差的原因，然后介绍了如何采用硬件措施和适当的数据处理方法达到提高测深精度的目的。

为解决国内地下金属管线探测仪发射机存在发射频率单一、功率较低的问题,设计了一种基于电磁法原理的新型地下金属管线探测仪发射机。该发射机采用磁偶极感应法,以spce061a凌阳单片机为控制核心,将传统的配谐电容技术与先进的集成芯片技术相结合,实现了整机性能的优化和智能控制,并具有4种可选的发射频率。实验表明,该仪器指标达到设计要求,最大发射功率大于12w,实现了发射功率的8级可调,能实时显示发射信号的频率和发射功率,并具有结构简单、可靠性高、成本低等特点,满足实际工程不同地质条件下地下金属管线探测的需要。

为减少城市地下管线受损带来的经济损失,解决国内外探测仪器的性价矛盾。研制了高性能的地下金属管线探测仪。该探测仪根据麦克斯韦电磁场理论的电磁感应原理,采用磁偶极感应法,接收机部分以单片机msp430f149为控制核心,采用传统的配谐电容技术与先进的集成芯片技术相结合,实现了整机性能的优化和智能控制。传感器结构为"工"字形线圈组,使用方式灵活;传感器磁芯材料为高磁导率的非晶合金,从而提高了接收灵敏度。实验表明,仪器指标达到设计要求,虽然仪器采用的技术并不复杂,但能解决复杂的探测问题。

在城市及工厂的地下管线中,许多重要的管线是用金属材料制成的。中、英、美、日、德等国研制和生产的管线探测仪,均选用地球物理方法中的频率域电磁法。本文借用电磁场中的已有理论,着重分析了管线在频率域中的电性分布参数。建立了相应模型,讨论了这些参数在探测中的贡献,以期解决如何有效地激励地下管线,能否使目标管线载流更大或非目标管线不载流等探测工作中的首要环节。

介绍了ltc1068的结构及特点,给出利用flitercad软件设计的1个8阶butterworth带通滤波器的应用电路。该滤波器应用在pinger接收机等水声设备的前置放大电路中。实际应用表明该滤波器完全满足设计要求。

用常规方法测量地下金属管线的对地电位时,不可避免地包含一个常被忽视或被误解的部分——ir压降,它并不反映腐蚀的电化学过程,所以,在阴极保护情况下,为了确切地衡量保护效果,求得阴极化电位,就必须从测量电位中除去ir压降。为此,文章叙述了ir压降(包括在阴极保护情况下)的测定方法;分析了ir压降的分布规律;介绍了ir压降在判别腐蚀类型和腐蚀程度时的应用;最后,文章重点阐述了辅助电极法,该法是基于设法减小参比电极至金属接地体之间的电阻,从而达到减少ir压降以致于使其小到可以忽略的方法。还给出了辅助电极的结构简图、测试接线图、提高辅助电极法测量准确性的有效措施等。现场的实践证实,在十余种消除ir压降的方法中,辅助电极法是一种工程上简便易行适用的方法。

采用高精度模式匹配法设计了一种双列正方柱金属销波导型带通滤波器,应用经验公式将正方柱金属销等效为等直径圆柱金属销。滤波器采用的双圆柱金属销结构使所设计的滤波器具有良好的带外抑制性,结构简单,便于加工,适合批量生产。其数值计算结果和滤波器样品的测试结果基本吻合。证明了模式匹配法的精确性和经验公式的有效性。

为了解决传统地埋金属管线探测仪硬件设计复杂,探测频率相对固定的问题,提高管线探测仪的扩展性、灵活性、稳定性和精确性,通过对管线仪的工作原理和探测技术的探讨,提出了一种基于dft算法的地埋金属管线探测仪设计方案。该系统利用数字信号处理技术,能够同时检测多个频率的信号,采用dft算法(离散傅里叶变换)计算接收信号能量,选取与发射信号频率相近的信噪比(snr)较高的频率信号,可以获得更精确的探测结果。经过实际测试,测量误差小于5%,从而验证了本设计的合理性和系统的精确性。

长庆油田采出水具有水质腐蚀性强、结垢严重的特点,输送采出水的20#无缝钢管使用寿命短,且维护费用高。非金属管线具有重量轻、耐高压、耐腐蚀、对水质不会产生二次污染、使用范围广、内壁光滑摩阻小、安装快速方便等特点而被广泛应用于采出水的输送中。

介绍了利用磁梯度探测非开挖金属管线的方法。通过建立正演模型,研究水平金属管线在垂直方向上的磁梯度理论曲线变化的特征,并将工程实例中的实测曲线与理论曲线进行对比,两者具有很好的一致性,从而证明该方法具有良好的应用效果。

总结目前国内外埋地非金属管线探测的现状,重点介绍一种基于声学原理的管线探测新技术在埋地非金属管线探测中的应用。

着重对高压直流送电线路引起的地下金属装置腐蚀机理进行了探索，从理论上分析了高压直流送电线路系统的电化腐蚀与高压直流送电线路接地电极材料的电化腐蚀以及金属材料的自然电化腐蚀之间的关系和区别。

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针对微带发夹滤波器高端抑制度低的问题,提出了一种由短截线和发夹级联带通滤波器,该滤波器实现抑制谐波信号和改善了高端阻带的抑制能力。通过理论和工程实验进行验证,同时采用先进设计系统(ads)软件设计了一种工作于c频段的通带为5.0~5.5ghz的微带带通滤波器。实测结果与仿真结果基本吻合,达到了设计要求。

以往在地下金属管腐蚀(涂层破损)探测中使用的方法及装置存在一些缺点,如推断复杂,探测精度不高和装置笨重。为克服这些缺点,研制成功磁场型涂层破损探测新装置。本文介绍应用这种新装置进行的现场试验结果。