CN103634017A - 一种清管器超低频电磁波接收机 - Google Patents

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一种清管器超低频电磁波接收机，有壳体，壳体连有电感探头，电感探头有螺线管线圈，壳体内有电路板，电路板上有23Hz超低频电磁波接收电路，23Hz超低频电磁波接收电路有顺序相连的23Hz天线选频电路、前后两级高倍直流斩波放大器电路、高阶数字低通滤波器电路、仪表放大器电路、高阶数字带通滤波器电路、阻容电平转换电路、软件滤波器电路及声光指示电路。本发明由合理的多级放大和滤波电路组成的23Hz超低频电磁波接收电路，在收到含有23Hz的超低频电磁波信号的不同频率的多种电磁波中，能分辨出信号较弱的23Hz超低频电磁波，经多级放大滤波后，对于23Hz信号具有很高灵敏度和分辨率。

Description

一种清管器超低频电磁波接收机
技术领域
本发明涉及一种清管器超低频电磁波接收机，特别是一种清管器超低频电磁波接收机的超低频电磁波接收电路。
背景技术
管道运输是石油、天然气等流体物资远距离输送的重要途径，在流体输送管道安装结束和运行中，都要对管道内作清理，清除管道内的杂物或内壁上的沉积物，清理管道是保证管路畅通的重要的措施，在清理管道中，清管器是清理流体物质输送管道的重要设备。
清管器有旋转体形清管器体，清管器体的外圆周有密封唇口。清管器体有橡胶球式、皮碗式、直板式、泡沫球式等。清管器体外圆周的密封唇口与所用管道的内壁组成动密封副。用清管器作清管作业时，把清管器置入管道中，让清管器体的轴线与管道的轴线在同一直线上，让清管器外圆周的密封唇口与管道内壁弹性密封，用气体、液体或管道输送流体介质为动力，推动清管器在管道内沿管道运行。依靠清管器自身或其所带机具刮削、冲刷作用清除管道内的杂物或内壁上的沉积物。
由于清管器是在埋入地下的管道内运行，为了能掌握和了解清管器在地下管道内的运动和位置，要有清管器跟踪定位系统，清管器跟踪定位系统有在清管器上的电子信号发射机和在地面上的电子信号接收机。
跟踪定位系统的电子信号要穿过金属和土层，较合适的电子信号是频率23Hz的超低频电磁波。清管器跟踪定位系统的电子信号发射机多是23Hz超低频电磁波发射机，清管器跟踪定位系统的电子信号接收机也是23Hz超低频电磁波接收机。
清管器超低频电磁波接收机有壳体，壳体连有电感探头，电感探头是螺线管线圈，壳体内有电路板，电路板上有23Hz超低频电磁波接收电路，23Hz超低频电磁波接收电路中有23Hz天线选频电路，23Hz天线选频电路有用螺线管线圈L和电容器C相连组成的对23Hz电磁波信号产生谐振，输出含有23Hz电信号的谐振选频电路，23Hz天线选频电路还连有对含有23Hz电信号进行滤波、放大的电路。
清管器跟踪定位系统的23Hz超低频电磁波是电子信号发射机从埋在地下的钢管内发出的，在地面接收时，信号较弱，在周围环境中还有不同频率的多种电磁波干扰，为了在不同频率的多种电磁波中分辨出信号较弱的23Hz超低频电磁波并放大，要求清管器超低频电磁波接收电路具有较高的灵敏度和分辨率。现有技术中的清管器超低频电磁波接收机的灵敏度和分辨率都不是很高。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述不足，提出一种灵敏度和分辨率较高的清管器超低频电磁波接收机。
本发明是用如下方法实现的。
清管器超低频电磁波接收机有壳体，壳体连有电感探头，电感探头有螺线管线圈，壳体内有电路板，电路板上有23Hz超低频电磁波接收电路，23Hz超低频电磁波接收电路有顺序相连的23Hz天线选频电路、前后两级高倍直流斩波放大器电路、高阶数字低通滤波器电路、仪表放大器电路、高阶数字带通滤波器电路、阻容电平转换电路、软件滤波器电路及声光指示电路。
本发明的23Hz天线选频电路是螺线管线圈与电容器组成的谐振选频电路，该谐振选频电路对清管器发出的23Hz频率电磁波生产谐振，输出含有23Hz的超低频电信号，然后经前后两级高倍直流斩波放大器电路放大，直流放大器对含有23Hz的超低频电信号具有较好地放大作用，对频率较高的电信号放大效果较差，相当于在放大电信号时，滤掉频率较高的电信号，保留含有23Hz的超低频电信号，前后两级高倍直流斩波放大器可以把含有微小的23Hz超低频电信号放大较高的倍数；再经高阶数字低通滤波器电路滤波放大，高阶数字低通滤波器可把高于23Hz的其它较高频率的电信号滤掉并放大，保留含有23Hz超低频电信号的低频电信号；再经仪表放大器电路放大，仪表放大器在对小信号放大的同时，可以降低和消除线路中的共模干扰；再经高阶数字带通滤波器滤波放大，高阶数字带通滤波器仅让以23Hz为中心的频率较窄的超低频电信号通过并放大，频率较高的电信号和可能进入线路中的频率较高的电信号及低于23Hz的超低频电信号被滤掉，软件滤波器电路及声光指示电路对高阶数字带通滤波器输出的信号作进一步精细滤波放大，得到频率范围极窄、强度较大的23Hz的超低频电信号，触发声光指示电路，实现把电感探头接收到23Hz超低频电磁波的信号显示出来，阻容电平转换电路使高阶数字带通滤波器输出的电平与软件滤波器电路所需的电平相匹配。
本发明由合理的多级放大和滤波电路组成的23Hz超低频电磁波接收电路，在收到含有23Hz的超低频电磁波信号的不同频率的多种电磁波中，能分辨出信号较弱的23Hz超低频电磁波，经多级放大滤波后，对于23Hz信号具有很高灵敏度和分辨率。
下面结合附图，对本发明作进一步地说明。
附图说明
图1是根据本发明的发明方案提出的一种清管器超低频电磁波接收机的主视示意图；
图2是23Hz超低频电磁波接收电路的框图；
图3是23Hz超低频电磁波接收电路的电气原理示意图。
具体实施方式
图1、图2、图3中，清管器超低频电磁波接收机有壳体1，壳体连有电感探头2，电感探头有螺线管线圈L，壳体内有电路板3，电路板上有23Hz超低频电磁波接收电路4，23Hz超低频电磁波接收电路有顺序相连的23Hz天线选频电路XP、前后两级高倍直流斩波放大器电路和ZB、高阶数字低通滤波器电路DT、仪表放大器电路YB、高阶数字带通滤波器电路LB、阻容电平转换电路ZH、软件滤波器电路及声光指示电路RL，
1) 23Hz天线选频电路有用螺线管线圈L和电容器C相连组成的谐振选频电路，该谐振选频电路对清管器发出的23Hz电磁波生产谐振，输出含有23Hz的电信号；
2)前后两级高倍直流斩波放大器电路有用两个TLC2652放大器U1、U2相连组成的直流放大电路，高倍直流斩波放大器电路以直流放大方式工作，上述含有23Hz的电信号经直流放大后，对23Hz的超低频电信号具有较好地放大作用，对频率较高的电信号放大效果较差，相当于在放大上述含有23Hz的电信号时，滤掉频率较高的电信号，保留含有23Hz的超低频电信号，输出经高倍放大的含有23Hz的超低频电信号；
3)高阶数字低通滤波器电路有用LTC1069 高阶低通数字滤波器U4和12F508单片机U3相连组成的低通滤波电路，单片机输出一个固定频率方波到高阶低通数字滤波器的时钟输入端CLKL，上述经高倍放大的含有23Hz的超低频电信号经高阶数字低通滤波器电路滤波处理，可把含有23Hz的超低频电信号中高于23Hz的其它较高频率的电信号滤掉，输出频率等于或者低于23Hz的放大电信号； 
4)仪表放大器电路有用AD620仪表放大器U5组成的放大电路，上述等于或者低于23Hz的电信号经仪表放大器电路放大的同时，降低和消除线路中的共模干扰，输出消除共模干扰的放大电信号；
5) 高阶数字带通滤波器滤波器电路有用两个LTC1068开关电容带通滤波器U8、U7和12F508单片机U8组成的滤波电路，单片机输出一个固定控制频率信号，连接两个高阶数字带通滤波器滤波CLK，上述消除共模干扰的放大电信号经高阶数字带通滤波器滤波器滤波处理后，频率高于和低于23Hz的电信号全部去掉，输出以23Hz为中心的较窄频率范围的电信号； 
6)阻容电平转换电路有用分压电阻R97、R98、R5和电容C20 相连组成的阻容电平转换电路，阻容电平转换电路可把上述以23Hz为中心的较窄频率范围电信号的电平转换成与下一级软件滤波器电路所需电平相匹配的电平，输出与下一级软件滤波器电路的电平相匹配的电信号；
7) 软件滤波器电路及声光指示电路中有80C51F410单片机U9组成的软件滤波电路，软件滤波器对上述与软件滤波器电路的电平相匹配的电信号作进一步精细滤波、放大，得到频率范围极窄抗干扰更强的23Hz的超低频电信号，
软件滤波器电路及声光指示电路中的声光指示电路有蜂鸣器T和发光二极管D1~D5，单片机80C51F410处理并得到23Hz的超低频电信号后，输出端口24控制 BG1驱动蜂鸣器发声，用80C51F410 输出端口18~21和23驱动发光二极管发光。

Claims (2)

1.一种清管器超低频电磁波接收机，有壳体，壳体连有电感探头，电感探头有螺线管线圈，壳体内有电路板，电路板上有23Hz超低频电磁波接收电路， 23Hz超低频电磁波接收电路有23Hz天线选频电路，其特征在于：23Hz天线选频电路顺序连有前后两级高倍直流斩波放大器电路、高阶数字低通滤波器电路、仪表放大器电路、高阶数字带通滤波器电路、阻容电平转换电路、软件滤波器电路及声光指示电路。
2.按权利要求1所述的清管器超低频电磁波接收机，其特征是：所述的
前后两级高倍直流斩波放大器电路有用两个TLC2652放大器相连组成的对上述含有23Hz电信号放大，输出经高倍放大的含有23Hz的超低频电信号的直流放大电路；
高阶数字低通滤波器电路有用LTC1069高阶低通数字滤波器和12F508单片机相连组成的把上述含有23Hz的超低频电信号中高于23Hz的其它较高频率的电信号滤掉，输出频率等于或者低于23Hz的放大电信号的低通滤波电路；
仪表放大器电路有用AD620仪表放大器组成的把上述等于或者低于23Hz的电信号放大并降低和消除线路中的共模干扰，输出消除共模干扰的放大电信号的放大电路；
高阶数字带通滤波器滤波器电路有用两个LTC1068开关电容带通滤波器和12F508单片机组成的把上述消除共模干扰的放大电信号滤波处理，输出以23Hz为中心的较窄频率范围电信号的滤波电路； 
阻容电平转换电路有用分压电阻R97、R98、R5和电容C20 相连组成的把上述以23Hz为中心的较窄频率范围电信号的电平转换成与下一级软件滤波器电路所需电平相匹配的电平，输出与下一级软件滤波器电路的电平相匹配的电信号的电平转换电路；
软件滤波器电路及声光指示电路中有用80C51F410单片机组成的对上述与软件滤波器电路的电平相匹配的电信号作进一步精细滤波、放大，得到频率范围极窄抗干扰更强的23Hz的超低频电信号的软件滤波电路，单片机输出端口连有驱动蜂鸣器电路和驱动发光二极管发光电路。
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