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地下管线是现代化城市和企业的主要传导设备,重要的基础设施。它们的状态和运行状况直接影响着城市和企业整体运营状况。用非开挖的无损探测技术探测地下管线,可以低成本、高效率的为城市规划、设计、施工、建设和管理部门提供地下管线的信息资料。目前市场上的地下管线探测仪都是基于频率域电磁法的原理来工作的,当地下只有单根管线时,它们能够很准确地确定管线的位置和埋深,但它们面对多管线地段时却遇到难以克服的困难。
本文简要介绍了频率域电磁法探测地下管线的原理,分析了现有的管线探测仪的工作方法,指出这些方法都只能对单管线地段有效,提出设计一套能够进行实现磁异常剖面探测、曲线绘制、反演推断功能的地下管线探测系统,阐明了系统中接收机研制的目的和意义,给出了接收机具体的硬件和软件设计方案。
接收机的硬件部分采用了双通道的的设计,在观测磁场的水平分量Hx时,可以同时观测水平分量的垂向差值△Hx,使观测到的数据量更丰富。这两个输入通道的电路是完全一致的,包括交变磁场传感器、低噪声前置放大电路、数字可调衰减器、窄带滤波电路和线性检波电路。两个通道的模拟信号经双路同时采样/保持的AD转换器后由MCU读出数据,进行相应的处理后送到显示单元,在完成一个磁异常剖面探测后,通过键盘命令MCU将测得的数据存到U盘。
接收机的软件部分没有采用传统的汇编语言,而使用了可阅读性强、移植性好的C语言,为软件功能的升级和更换其它MCU时修改程序提供了方便。
论文所设计的双通道管线探测仪接收机还只是一个雏形,它虽然从原理上论证了硬件、软件设计的合理性、可行性,但该接收机还存在许多硬件、软件方面的不足,有待进一步改进。