[發明專利]一種超深金屬管道埋深檢測設備及其使用方法

有效

• 申請號: 202011180875.6
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112327368B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 李星橙;孫向陽
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08;G01V3/38
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 李林合

1.一種超深金屬管道埋深檢測設備，其特征在于，包括：三維矢量探頭、模擬開關模塊、儀器放大模塊、程控放大模塊、有源帶通濾波模塊、16位雙極性ADC、FPGA、MSP430單片機和標準信號生成模塊；

所述三維矢量探頭的探頭信號輸出端與模擬開關模塊的第一輸入端連接；所述模擬開關模塊的第二輸入端與標準信號生成模塊的差分信號輸出端連接，其輸出端與儀器放大模塊的輸入端連接；所述儀器放大模塊的輸出端與程控放大模塊的輸入端連接；所述程控放大模塊的輸出端與有源帶通濾波模塊的輸入端連接；所述有源帶通濾波模塊的輸出端與16位雙極性ADC的輸入端連接；所述16位雙極性ADC的輸出端與FPGA的采集接口端連接；所述FPGA通過SPI接口與MSP430單片機的SPI接口連接；所述MSP430單片機的I/O1端與模擬開關模塊的控制端連接，其I/O2端與程控放大模塊的控制端連接，其I/O3端與標準信號生成模塊的輸入端連接。

2.根據權利要求1所述的超深金屬管道埋深檢測設備，其特征在于，所述標準信號生成模塊包括：波形生成子模塊、單端轉差分子模塊、電壓跟隨子模塊和電阻衰減子模塊；

所述波形生成子模塊的輸入端作為標準信號生成模塊的輸入端；所述波形生成子模塊的輸出端與單端轉差分子模塊的輸入端連接；所述單端轉差分子模塊的輸出端與電壓跟隨子模塊的輸入端連接；所述電壓跟隨子模塊的輸出端與電阻衰減子模塊的輸入端連接；所述電阻衰減子模塊的輸出端作為標準信號生成模塊的差分信號輸出端。

3.根據權利要求2所述的超深金屬管道埋深檢測設備，其特征在于，所述電阻衰減子模塊包括：電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、接地電阻R5、接地電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、接地電阻R11、接地電阻R12、接地電阻R13、接地電阻R14、接地電阻R15和接地電阻R16；

所述電阻R1的一端作為電阻衰減子模塊的輸入端IN1，其另一端分別與電阻R2的一端和接地電阻R5連接；所述電阻R7的一端作為電阻衰減子模塊的輸入端IN2，其另一端分別與接地電阻R6和電阻R8的一端連接；所述電阻R2的另一端分別與電阻R3的一端和接地電阻R11連接；所述電阻R3的另一端分別與電阻R4的一端和接地電阻R13連接；所述電阻R4的另一端與接地電阻R15連接，并作為電阻衰減子模塊的輸出端OUT1；所述電阻R8的另一端分別與接地電阻R12和電阻R9的一端連接；所述電阻R9的另一端分別與接地電阻R14和電阻R10的一端連接；所述電阻R10的另一端與接地電阻R16連接，并作為電阻衰減子模塊的輸出端OUT2；

所述電阻衰減子模塊的輸入端IN1和電阻衰減子模塊的輸入端IN2共同作為電阻衰減子模塊的輸入端；所述電阻衰減子模塊的輸出端OUT1和電阻衰減子模塊的輸出端OUT2共同作為電阻衰減子模塊的輸出端。

4.一種如權利要求1所述的超深金屬管道埋深檢測設備的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、通過MSP430單片機控制模擬開關模塊，輸入接地信號，測量有源帶通濾波模塊輸出的零點漂移電壓U1；

S2、采用三維矢量探頭獲取X、Y、Z方向上磁場強度電信號；

S3、通過MSP430單片機控制模擬開關模塊，將磁場強度電信號輸入儀器放大模塊，測量有源帶通濾波模塊的輸出電壓U2；

S4、通過輸出電壓U2減去零點漂移電壓U1，得到探頭輸出磁場強度電信號的幅度值U′；

S5、通過標準信號生成模塊生成標準正弦信號，對探頭輸出磁場強度電信號的幅度值U′進行修正，得到探頭輸出磁場強度電信號的幅度修正值U″；

S6、通過16位雙極性ADC對幅度修正值U″進行采集，并通過FPGA進行檢波處理，得到幅度精確值U″′，通過MSP430單片機將幅度精確值U″′傳輸至接收機，完成超深金屬管道埋深檢測設備的使用。