實驗名稱：管道定位系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)

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(tǒng)的可行性研究：采用函數發(fā)生器產生4Hz、8Hz和72Hz的多頻電流，并將信號輸出到AigtekATA-308功率放大器。將輸出電流的RMS值調整為1A后，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(huán)境。搭建完成實驗平臺后，在管道周圍保持磁傳感器探頭與地面的鉛錘關系，調節(jié)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，并通過卷尺測量。之后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(fā)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(fā)生變化。檢測探頭對管道發(fā)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后，傳輸到STM32F429嵌入式處理器，計算出其精確的三維位置。處理后的管道定位結果通過LCD顯示。然后動態(tài)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(huán)境

測試結果：

經過測試后，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為2.51°，水平距離的平均誤差為2.19cm，垂直高度的平均誤差為2.01cm。上述實驗從實驗角度驗證了管道定位系統(tǒng)的可行性，為后續(xù)真實環(huán)境下的測試奠定了基礎。

放大器在該實驗中發(fā)揮的效能：作為管道檢測系統(tǒng)的激勵信號，產生電磁場。

圖：ATA-308功率放大器指標參數

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