功率放大器在管道定位系統硬件中的應用
實驗名稱:管道定位系統的硬件實現
研究方向:管道無損檢測
實驗內容:開展基于PCM的管道定位系統的可行性研究:采用函數發生器産生4Hz、8Hz和72Hz的多頻電流,並將信號輸出到AigtekATA-308功率放大器。將輸出電流的RMS值調整爲1A後,通過屏蔽電纜傳輸到管道模型中,模擬實際場景中的管道檢測環境。搭建完成實驗平台後,在管道周圍保持磁傳感器探頭與地面的鉛錘關系,調節磁傳感器探頭與管道模型之間的水平距離,鉛錘距離以及水平夾角,並通過卷尺測量。之後記錄不同位置下的測量結果與實際情況之間的關系。
測試設備:ATA-308功率放大器,函數信號發生器,數字萬用表,示波器等。
實驗過程:
在實驗過程中,探頭與地面保持垂直關系,探頭與管道的水平距離、垂直距離和水平角度發生變化。檢測探頭對管道發出的磁場信號進行檢測。信號處理電路對信號進行濾波放大後,傳輸到STM32F429嵌入式處理器,計算出其精確的三維位置。處理後的管道定位結果通過LCD顯示。然後動態調整磁傳感器探頭相對于管道模型的角度,垂直距離和水平距離,記錄LCD屏中的示數。


圖:測試環境
測試結果:
經過測試後,水平夾角,鉛錘距離和水平距離測試的平均誤差和線性度指標令人滿意,水平距離和垂直距離測量的R2均大于0.99,水平角度測量的R2大于0.99。在測量誤差方面,水平角度的平均誤差爲2.51°,水平距離的平均誤差爲2.19cm,垂直高度的平均誤差爲2.01cm。上述實驗從實驗角度驗證了管道定位系統的可行性,爲後續真實環境下的測試奠定了基礎。

放大器在該實驗中發揮的效能:作爲管道檢測系統的激勵信號,産生電磁場。
圖:ATA-308功率放大器指標參數
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