摘要：埋地金属管道铺设环境错综复杂,在管道定位过程中,接收机需要从管道辐射的多频信号中有效分离出128 Hz定位信号,滤除高频信号和50 Hz工频信号。针对埋地管道检测的现实需求,设计了9种不同类型和拓扑结构的四阶128 Hz窄带通滤波器,并通过Multisim14进行仿真分析。结果表明,同种拓扑结构不同电路结构的滤波器幅频特性曲线相同,输入输出增益稍有不同。这9种滤波器的中心频率均在128 Hz附近,其中1 dB切比雪夫型MFB滤波器带宽最窄,为36.803 Hz,Q值最大,为3.473。进一步分析表明,1 dB切比雪夫型MFB滤波器能够有效提取128 Hz信号并滤除干扰信号,在-3 dB带宽(108~145 Hz频率范围)内,滤波器噪声不超过0.132μV·Hz^(-1/2)。另外该滤波器在温度和电容容差等因素的影响下,表现出较小的幅频特性变化,具有良好的稳定性。

摘要：为了及时发现供水管网中的管道漏失所造成的水资源浪费,文中根据管道漏水诱发的振动特性,结合多路信号同步采集技术,设计了一种基于振动的管网漏水检测系统。检测系统主要包括加速度传感器、传感器控制与信号调理电路、GPS授时模块与433 MHz通信模块,实现了对待测管道振动状态的监测,并开发了基于QT的上位机界面显示,实现了信号采集、定位泄露位置和参数显示等功能。文中采用时延估计与互相关定位算法对信号进行分析,对管道漏水进行识别与定位,将识别结果显示至上位机中。经过实验表明,该系统能够对泄露状态下的供水管道进行互相关分析,达到定位管道泄漏位置的目的,其最大相对误差在5%以内。

摘要：针对传统声波液面测量装置存在的精度较低以及抗干扰能力差等问题,设计了一款基于次声波的钻井返出液液面检测系统。该系统以声波检测原理为基础,将检测系统进行模块化设计,利用高压气体作为声源产生次声波信号,设计与信号相匹配的信号调理电路,结合数据采集卡实现声波信号的采集。为了消除井下的噪声干扰,利用随机共振滤波算法对采集的信号进行预处理,降低信号噪声。根据钻杆的接箍回波和液面反射波信号的特点,采用快速傅里叶变换的方法,实现了动液面深度的计算。根据现场测试结果,返出液液面回波信号经过随机共振滤波算法处理后,信噪比约为10 dB,系统测量的数据与实际结果符合度较高,能够较好地满足钻录一体化监测系统对动液面数据的需求。研究结果对石油录井工程具有一定的实用价值。

摘要：多功能构造物理模拟试验装置是一套机电一体化试验系统,通过对比分析国内外同类设备的优缺点,对构造物理模拟装置的关键技术进行研究。在分析地质构造形成过程和演化机制的基础上,从动力学和运动学的角度,抽象出地质体形成的受力与变形规律,按照相似性理论构建了试验装置的相似模型,形成试验装置的整体架构和各功能单元的设计思想,运用模块化设计方法,完成系统的概念设计和结构设计。针对试验装置所实现的功能和运动控制要求,开发了基于可编程序控制器技术的'分布式三层解决方案'结构的运动控制系统。应用结果表明:研制的试验装置能完成不同构造样式的物理模拟标准试验,为构造物理模拟试验和定量化分析研究提供了新的技术手段;新的模块化设计思想和构造物理模拟相似理论数学模型为该类试验装置的研制奠定了理论基础。

摘要：为了提高油井监控的安全系数,针对油井夜视监控图像中噪声的特点,提出了一种自适应的混合滤波算法.对于图像中存在的高斯噪声,设计了一种加权处理的均值滤波算法;对于脉冲噪声,提出了一种改进的比较选择滤波算法,可根据不同的图像自适应地选择合适的滤波参数,在滤除脉冲噪声的同时保持图像边缘信息;最后将两种滤波算法有机结合起来对实际的油井夜视监控图像进行处理.实验结果表明本文提出的算法不仅能够有效地去除图像中的高斯噪声和脉冲噪声,还能保持图像的边缘特性,有效地改善了监控图像的质量.

摘要：为了探测铁磁材料的应力集中区域,评估材料的早期损伤,文中对矫顽力检测研究机理进行了深入研究,并开发了一套基于矫顽力的应力无损检测装置。主要包括可控磁场激励、探头模块、信号采集与调理电路模块,实现了对被测铁磁材料充分磁化,并开发了嵌入式主机和串口屏程序,实现了磁信号采集、矫顽力数值计算和参数显示等功能。最后经过实验证明了该装置能准确检测出试件矫顽力并说明矫顽力与拉应力、剩磁呈线性关系,证明了剩磁可作为矫顽力检测的依据。

摘要：为了提高油田调剖堵水的效果,对井口压降曲线分析地层特性进行了研究,设计了新的测试仪器。该系统包含连接支承装置,便于仪器安装,选用了AT89C52、AD7714和AT24C256等低功耗元件,保证了系统的可靠性,实现了便携式测量.该仪器能快速、准确地完成注水井压力的采集和分析处理,直观的输出处理结果,为注水井调剖提供可靠的决策依据,已在油田现场得到了成功应用.

摘要：针对大埋深管道探测的需求,该文根据多频管中电流法(PCM)探测地下金属管线的原理,设计开发了一款频率、幅值可调的大功率交流恒流发射机。系统采用STM32F401RCT6作为主控芯片,并对逆变电路、滤波电路、采样电路、保护电路以及人机交互界面进行设计。采用电流瞬时值PID闭环控制算法对SPWM调制信号进行实时控制,达到恒流输出的目的。实验结果表明,系统可在单频(128 Hz)、双频(4 Hz+128 Hz)以及三频(4 Hz+8 Hz+128 Hz)模式下稳定输出0~10 A的交流电流。

摘要：为了满足对非开挖状态的埋地管道进行无损缺陷检测的需求,该文根据磁记忆检测技术(MMMT)可以仅在地磁场环境下实现对铁磁性管道应力集中状态检测的原理,结合多路信号同步采集技术,设计了一种基于磁记忆检测技术的金属管道磁应力测量系统。采用STM32F103RCT6作为系统的主控芯片,对电源电路、信号调理电路、多路信号采集电路以及信号采集处理程序、人机交互界面等进行设计。实验结果表明,该系统能够对非开挖状态下的埋地管道进行无损缺陷检测,实现对管道腐蚀缺陷、焊缝等存在应力集中部位的准确判断,其误差在2%以内。

摘要：无线录井工程中,传感器节点通常采用容量小的电池供电,为确保传感器能够持久运行,需降低传感器节点的运行功耗。硬件电路的设计遵循选取低功耗器件、减少外围电路的原则,并利用管理软件优化极易产生功耗损失的网络配置与数据发送机制,控制硬件在休眠状态与工作状态之间进行切换,从而降低节点功耗。现场测试表明,ZigBee无线传感器网络稳定可靠,传感节点功耗低,大部分无线传感器节点可持续运行38 d以上,满足了无线录井需求。