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LabVIEW輸氣管道泄漏監測系統設計+源代碼

時間:2019-05-25 21:32來源:畢業論文
處理后的電信號在由 A/D 轉換器轉換為數字信號來給單片機進行分析處理,處理后的數據經由 USB 接口傳到上位機,最后利用上位機 LabVIEW 軟件平臺,對輸氣管道泄漏檢測系統進行軟件編

摘要隨著清潔能源天然氣的廣泛應用,輸氣管道業發展越來越快。管道運輸安全問題日益嚴重,管道泄漏的原因包括管道服役時間過長、燃氣對管道腐蝕、不法分子打孔偷盜等。不及時處理,很容易發生火災、中毒、爆炸等惡性事故。所以,對于輸氣管道泄漏的監測,具有重要的現實意義。本設計查閱了很多相關資料,對比許多檢測方法之后,選用了較為實用的負壓波檢測方法。負壓波泄漏檢測法具有報警快,泄漏定位準等優點,也是目前應用最廣泛的泄漏檢測方法。本課題采用了硬件與軟件相結合的設計理念, 通過傳感器測出泄漏發生時負壓波的變化情況,并把傳感器采集到的電信號通過信號調理模塊預處理,處理后的電信號在由 A/D 轉換器轉換為數字信號來給單片機進行分析處理,處理后的數據經由 USB 接口傳到上位機,最后利用上位機 LabVIEW 軟件平臺,對輸氣管道泄漏檢測系統進行軟件編程,以達到數據的分析處理,泄漏判斷定位等目的。相較于人工監測,本系統具有實時性,連續性的監測優點。35725
關鍵詞: 輸氣管道 負壓波 虛擬儀器
Abstract With the widespread use of clean energy natural gas pipelinedevelopment industry faster. Pipeline transportation security issues havebecome increasingly serious, because pipeline leaks including pipelineservice for too long, gas pipeline corrosion, theft and other criminalsdrilling. Not promptly treated, it is prone to fire, poisoning, explosion andother accidents. Therefore, the gas pipeline leak monitoring, hasimportant practical significance.Check out this design a lot of relevant information, and thencompare many detection methods, the choice of a more practical negativepressure wave detection methods. Negative pressure wave leak detectionwith alarm fast, accurate positioning advantages leak. This paper uses acombination of hardware and software design, the negative pressure wavethrough the sensor to changes in pipeline leakage, the use of single-chipsensor signal acquisition processing and transmission, and then from thePC virtual instrument technology to the data analysis and processing, toachieve the purpose of locating the leak is determined. Compared tomanual monitoring, this system has the advantage of real-time monitoring,continuity. 源¥自%六:維;論-文'網=www.aftnzs.live
Keywords: Gas Pipeline Negative pressure waveVirtual Instruments
目錄
摘要.I
AbstractII
1緒論1
1.1研究背景與意義.1
1.2國內外研究現狀.1
1.3研究目標與要求.2
2系統設計方案分析論證3
2.1管道泄漏檢測方法選擇論證.3
2.1.1管道泄漏檢測方法簡介3
2.1.2泄漏檢測方法的綜合評價與選擇4
2.1.3負壓波產生機理和傳播規律5
2.1.4負壓波泄漏定位原理6
2.2系統硬件設計方案分析論證7
2.2.1系統硬件結構總體設計方案.7
2.2.2傳感器模塊選型論證7
2.2.3I/V轉換電路選型論證8
2.2.4單片機的選擇論證9
2.2.5單片機與PC機通信方式論證.10
3系統硬件設計.12
3.1I/V轉換電路設計.12
3.2單片機最小系統設計12
3.3供電模塊設計.16
3.3.1交流變直流電路設計.16
3.3.2直流變直流電路設計17
3.4串口電路設計17
4系統軟件設計.19
4.1系統下位機軟件設計19
4.2系統上位機軟件設計21
4.2.1系統上位機軟件功能設計21
4.2.2數據采集模塊子VI設計22
4.2.3信號預處理模塊子VI設計23
4.2.4泄漏判斷與定位模塊子VI設計25
4.2.5主子站通信模塊子VI設計28
5結論.30
致謝.31
參考文獻.32
附錄.34
1 緒論1.1研究背景與意義管道運輸是隨著天然氣、石油的開發應用,而形成的一種獨特運輸方式,這種運輸方式已經成為現代五大貨物運輸方式之一。管道運輸不受氣候因素限制,運送量大,可連續作業,成本低等優點。2004 年,我國開展西氣東輸工程,管線全長3856 km,是一條長距離、大口徑、高壓力、大輸量的天然氣管線。2009年底的西氣東輸二線工程完成,管線總長超一萬公里,是世界上最長的天然氣運輸管道。至此,我國西氣東輸管道網絡基本形成。隨著輸氣管道業的快速發展,管道泄漏的問題日益嚴峻。引起管道泄漏的原因很多,包括管道自身因素和人為因素。管道自身因素包括管道服役時間過長、燃氣對管道腐蝕等因素。人為因素則有不法分子打孔偷盜等。管道發生泄漏,不及時處理,很容易發生火災、中毒、爆炸等惡性事故。管道泄漏給國家和企業帶來巨大的經濟損失。為了防止泄漏事故的發生,避免大量經濟損失,有效的打擊犯罪分子,通過科學手段開發一套具有實時性、連續性的輸氣管道泄漏監測系統才是當務之急, 輸氣管道泄漏監測系統的開發在管道運輸領域具有重要的現實意義。1.2國內外研究現狀早期的輸氣管道泄漏檢測方法偏重硬件應用,例如分段試壓法、管內探測球法和磁力探傷法等。隨著管道業的發展,上述方法不能做到實時連續的檢測,逐漸被淘汰,取而代之的是軟硬件相結合的方法。這類方法大多具有實時性,連續性的檢測能力,符合當前發展需要。例如負壓力波法、互相關法、小波變換法、模糊決策法、傳感器雙重壓力梯度法等。(1)國外研究現狀1979 年,福田敏男教授提出了基于壓力梯度的時間序列分析的方法。此方法利用自回歸模型對壓力梯度進行統計分析,來檢測管道是否泄漏。1988年,A.Benkherouf 提出了卡爾曼濾波器的方法,該方法可對管道中間狀態估計、跟蹤故障變化等。 LabVIEW輸氣管道泄漏監測系統設計+源代碼:http://www.aftnzs.live/zidonghua/20190525/33804.html
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