淺談智能管道勘測泄漏裝備的研發(fā)

發(fā)布于：02-11

智能管道檢測儀的硬件構(gòu)成檢測儀由濾波器、程控放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、顯示等電路構(gòu)成。濾波器采用多階RC有源高通、低通濾波電路，濾除50Hz供電網(wǎng)絡(luò)及其他環(huán)境干擾，將有效測量信號從比它幅值大得多的干擾信號中分離出來。程控放大器將有效信號放大1倍496倍，為減少電路本身產(chǎn)生的噪聲分成兩級放大電路，如所示。K11K14、K21K24為2只模擬開關(guān)4066，由單片機(jī)輸出組合控制邏輯控制4066的4只開關(guān)組合，通過電阻阻值的改變分別獲得1倍16倍和1倍31倍的增益。



在單片機(jī)控制下定時(shí)送單片機(jī)進(jìn)行處理，單片機(jī)處理的結(jié)果通過顯示電路同時(shí)顯示出當(dāng)前測量信號的幅值、當(dāng)前增益值、前進(jìn)或后退的方向指示箭頭。軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)采用單片機(jī)定時(shí)間長度控制采樣，通過A/D轉(zhuǎn)換器采樣轉(zhuǎn)換結(jié)束信號請求單片機(jī)中斷，由單片機(jī)響應(yīng)中斷服務(wù)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，經(jīng)運(yùn)算得出前進(jìn)或后退信號送顯示。數(shù)據(jù)處理中斷程序單片機(jī)外中斷服務(wù)程序由數(shù)字濾波、峰值/谷值識別、方向計(jì)算3部分組成。該測量儀屬野外便攜式測量設(shè)備，設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了野外干擾信號的影響，信號通道電路中已用多級低通、高通濾波器進(jìn)行了濾波處理，數(shù)字濾波程序是對模擬濾波電路
濾波效果的補(bǔ)充和完善。



采用數(shù)字濾波中間值有效的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。將3個(gè)定時(shí)間長度的采樣數(shù)值及時(shí)刻分別送寄存器1、2、3和11、12、13，分別比較3個(gè)采樣值的大小，去掉最大和最小兩個(gè)值，將中間值和中間值時(shí)刻分別送寄存器4和14，從而完成濾波功能，作為峰值/谷值識別程序的基本數(shù)據(jù)。峰值/谷值識別程序使每有一個(gè)新數(shù)據(jù)輸入即完成一次計(jì)算，計(jì)算完后將次舊的數(shù)據(jù)填充最舊的數(shù)據(jù)寄存器位置，丟棄一個(gè)最舊的數(shù)據(jù)，依次類推直至空出最新數(shù)據(jù)位。方向計(jì)算程序在完成以上兩部分計(jì)算后，就顯得十分簡單了。將最大值時(shí)刻寄存器內(nèi)的數(shù)值減去最小值寄存器10內(nèi)的數(shù)值，其差大于波形周期的一半即判別為前進(jìn)，否則即為后退。



結(jié)束語以上設(shè)計(jì)的檢測儀經(jīng)實(shí)際發(fā)射機(jī)發(fā)送信號、檢測儀接收信號的聯(lián)調(diào)，方向識別及增益控制準(zhǔn)確迅速，符合便攜式檢測儀表快速診斷的要求，用戶反饋的實(shí)際應(yīng)用效果很好。