一種清管器遠程監測儀及監測方法
【專利摘要】本發明公開了一種清管器遠程監測儀，包括第一拾取信號探頭，第二拾取信號探頭，第三拾取信號探頭，高增益放大電路，卡爾曼濾波篩選電路，光電耦合隔離電路，單片機邏輯篩選模塊，信號存儲顯示模塊，信號處理載波及控制模塊，無線發射機GSM網模塊。本發明實現了監測現場不用人來實時守候監測，當清管器通過時，清管器遠程監測儀會自動及時的把清管器通過該點的時間和速度信息記錄以短信形式發送到監測人手機上。節省了監測人實時守候現場的工作量，大大減少了惡劣的野外環境下在管道上實時監測人的辛苦。
【專利說明】
一種清管器遠程監測儀及監測方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及清理設備領域，特別是涉及一種清管器遠程監測儀
【背景技術】
[0002]目前國內的清管定位跟蹤系統都是利用清管器攜帶發射機作為信號源，在需要監測的管線上方放置通過指示儀，當清管器通過該監測點時，通過指示儀接收到發射機的信號就會產生聲光報警信號，現場監測人員看到了通過指示儀的聲光報警信號可以判斷清管器通過該點。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種監測現場不用人來實時守候監測，當清管器通過時，清管器遠程監測儀會自動及時的把清管器通過該點的時間和速度信息記錄以短信形式發送到監測人手機上。
[0004]為實現上述目的，本發明提供了如下方案:
[0005]—種清管器遠程監測儀，包括第一拾取信號探頭，第二拾取信號探頭，第三拾取信號探頭，高增益放大電路，卡爾曼濾波篩選電路，光電耦合隔離電路，單片機邏輯篩選模塊，信號存儲顯示模塊，信號處理載波及控制模塊，無線發射機GSM網模塊;所述三個拾取信號探頭輸出端連接所述高增益放大電路，所述高增益放大電路輸出端連接所述卡爾曼濾波篩選電路，所述卡爾曼濾波篩選電路輸出端連接所述光電耦合隔離電路，所述光電耦合隔離電路輸出端連接所述單片機邏輯篩選模塊，所述單片機邏輯篩選模塊輸出端連接所述信號存儲顯示模塊，所述信號存儲顯示模塊輸出端連接所述信號處理載波及控制模塊，所述信號處理載波及控制模塊連接無線發射機GSM網模塊連。
[0006]可選的，所述拾取信號探頭是LC耦合線圈。
[0007]可選的，所述拾取信號探頭中間加有高導磁材料鎳1J85。
[0008]可選的，所述高增益放大電路是集成塊LM224運算放大器。
[0009]可選的，所述信號處理載波及控制模塊采用S頂900四頻通信模塊和ARM926EJ-S芯片處理器。
[0010]可選的，篩選所述第一拾取信號探頭第一聲鳴叫到所述第二拾取信號探頭第一聲鳴叫時間大于0.6秒，所述第二拾取信號探頭第一聲鳴叫到所述第三拾取信號探頭第一聲鳴叫時間大于0.6秒，所述第一拾取信號探頭第一聲鳴叫到所述第三拾取信號探頭第一聲鳴叫時間大于1.3秒且1秒以下信號。
[0011]根據本發明提供的具體實施例，本發明公開了以下技術效果:
[0012]實現了監測現場不用人來實時守候監測，當清管器通過時，清管器遠程監測儀會自動及時的把清管器通過該點的時間和速度信息記錄以短信形式發送到監測人手機上。節省了監測人實時守候現場的工作量，大大減少了惡劣的野外環境下在管道上實時監測人的辛苦。
【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為本發明實施例清管器遠程監測儀的結構示意圖；
[0015]圖2為本發明實施例清管器遠程監測儀監測方法的流程圖；
[0016]其中標號:1_第一信號拾取探頭，2-第二信號拾取探頭，3-第三信號拾取探頭，4-高增益放大電路，5-卡爾曼濾波篩選電路，6-光電耦合隔離電路，7-單片機邏輯篩選模塊，8-信號存儲顯示模塊，9-信號處理載波及控制模塊，10-無線發射機GSM網模塊。
【具體實施方式】
[0017]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0018]本發明的目的是提供一種監測現場不用人來實時守候監測，當清管器通過時，清管器遠程監測儀會自動及時的把清管器通過該點的時間和速度信息記錄以短信形式發送到監測人手機上。
[0019]為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0020]如圖1所示，本實施例清管器遠程監測儀通過儀器第一拾取信號探頭I，第二拾取信號探頭2，第三拾取信號探頭3等3個磁感探頭拾取發射機的信號。清管器遠程監測儀對此信號進行放大濾波、篩選后，再次利用計算機進行邏輯篩選確認，把最終確認的信號存儲并可查看，同時把此信號載波利用GSM網絡以短信的形式發送到手機上，手機以短信的形式顯示清管器的通過時間和速度。清管時真正實現了遠程無人實時監測功能，避免了風沙環境野外監測人的辛苦
[0021]在上述技術方案中，所述第一拾取信號探頭I，第二拾取信號探頭2，第三拾取信號探頭3是LC耦合線圈，L、C的值通過能接收23.5HZ的信號計算得出，為了增加耦合靈敏度，線圈中間也加上高導磁材料鎳IJ85。
[0022]在上述技術方案中，所述增益放大電路4是利用集成塊LM224運算放大器，對探頭拾取的微弱電信號進行放大，因為探頭拾取的信號除了發射機信號外還有空間很多干擾信號，所以在放大前進行23.5HZ的帶通濾波器進行濾波，在此階段通過3次放大濾波對探頭拾取信號處理。盡管對探頭拾取的信號進行通過3次放大濾波，得到的信號頻率范圍是21-25HZ，所以仍有假信號(外界干擾信號頻率接近23.5HZ)。
[0023]上述技術方案中，所述卡爾曼濾波篩選電路5是指卡爾曼濾波(Ka I m a ηfiltering)—種利用線性系統狀態方程，通過系統輸入輸出觀測數據，對系統狀態進行最優估計的算法。由于觀測數據中包括系統中的噪聲和干擾的影響，所以最優估計也可看作是濾波過程。數據濾波是去除噪聲還原真實數據的一種數據處理技術，Kalman濾波在測量方差已知的情況下能夠從一系列存在測量噪聲的數據中，估計動態系統的狀態.需要計算機編程實現，并能夠對現場采集的數據進行實時的更新和處理.卡爾曼濾波處理后能把23.5HZ以外的信號基本都能去掉，但是空氣中仍有頻率是23.5HZ的干擾、疊波等信號。所以還是存在誤報，即儀器檢測到23.5HZ信號中有個別是干擾信號。
[0024]上述技術方案中，所述光耦隔離電路6是對接收并放大的23.5HZ信號進行隔離，也是模擬量轉換數子電路的過程，當有個23.5HZ信號輸出到光耦隔離電路，此電路輸出計算機一個數字信號。此電路能把探頭拾取的信號給計算機進行判斷。
[0025]上述技術方案中，所述單片機邏輯篩選確認電路7:單片機接收的23.5HZ信號中有個別是假的，單片機要對三個探頭拾取的信號進行篩選，篩選的原則是根據發射機發射的信號規律而定，具體的基本規律如下:滿足1、2、3探頭拾取信號的先后順序，同時T1>0.6秒;Τ2>0.6秒；10》Τ3>1.3秒(Tl為第一拾取信號探頭I第一聲鳴叫到第二拾取信號探頭2第一聲鳴叫的時間，Τ2為第二拾取信號探頭2第一聲鳴叫到第三拾取信號探頭3第一聲鳴叫的時間，Τ3為第一拾取信號探頭I第一聲鳴叫到第三拾取信號探頭3第一聲鳴叫的時間)，同時滿足以上條件即符合發射機的信號規律，進一步把單個假的23.5ΗΖ信號區別開。
[0026]上述技術方案中，所述對最終正確的信號顯示:此信號為符合發射機發射規律的真信號進行液晶屏顯示，讓用戶能看到可查。
[0027]上述技術方案中，所述信號處理載波及控制8:把顯示的內容通過高頻載波的方式，再利用物聯網技術，采用SIMCOM公司的S頂900四頻通信模塊，可適應國內和國際通信頻率，GSM/GPRS模塊，完全采用SMT封裝形式，同時采用了功能強大的ARM926EJ-S芯片處理器。S頂900性能穩定，外觀小巧，性價比高。工作頻率為GSM/GPRS 850/900/1800/1900ΜΗζ，可以低功耗實現語音、SMS、數據和傳真信息的傳輸。
[0028]上述技術方案中，所述無線發射機GSM網8:要顯示的清管器通過信息利用GSM網直接以短信的形式發送到手機上。
[0029]本發明還公開了一種清管器遠程監測方法。圖2為本發明的清管器遠程監測方法實施例的流程圖。如圖2所示，該方法可以包括:
[0030]步驟201:在一個檢測周期內，獲取第一拾取信號探頭第一聲鳴叫到第二拾取信號探頭第一聲鳴叫的時間Tl ；
[0031 ]步驟202:獲取第二拾取信號探頭第一聲鳴叫到第三拾取信號探頭第一聲鳴叫的時間Τ2;
[0032]步驟203:獲取第一拾取信號探頭第一聲鳴叫到第三拾取信號探頭第一聲鳴叫的時間Τ3;
[0033]步驟204:判斷Tl，Τ2，Τ3是否滿足設定條件，所述設定條件為Tl >0.6秒，Τ2>0.6秒且1秒多Τ3 > 1.3秒，得到判斷結果；
[0034]步驟205:當判斷結果表示Tl，Τ2，Τ3滿足設定條件時，則將拾取的信號發送到信號存儲顯示模塊進行顯示。
[0035]實施例中信號篩選方法:
[0036]單片機要對三個探頭拾取的信號進行篩選，篩選的原則是根據發射機發射的信號規律而定，具體的基本規律如下:滿足1、2、3探頭拾取信號的先后順序，同時Tl>0.6秒;Τ2>0.6秒；10多T3>1.3秒(Tl為第一拾取信號探頭I第一聲鳴叫到第二拾取信號探頭2第一聲鳴叫的時間，Τ2為第二拾取信號探頭2第一聲鳴叫到第三拾取信號探頭3第一聲鳴叫的時間，Τ3為第一拾取信號探頭I第一聲鳴叫到第三拾取信號探頭3第一聲鳴叫的時間)，同時滿足以上條件即符合發射機的信號規律，進一步把單個假的23.5ΗΖ信號區別開，清除了信號中的干擾信號，保證了篩選后的信號都是由系統發射機發射的。
[0037]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0038]本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【主權項】
1.一種清管器遠程監測儀，其特征在于，包括:第一拾取信號探頭，第二拾取信號探頭，第三拾取信號探頭，高增益放大電路，卡爾曼濾波篩選電路，光電耦合隔離電路，單片機邏輯篩選模塊，信號存儲顯示模塊，信號處理載波及控制模塊，無線發射機GSM網模塊;所述三個拾取信號探頭輸出端連接所述高增益放大電路，所述高增益放大電路輸出端連接所述卡爾曼濾波篩選電路，所述卡爾曼濾波篩選電路輸出端連接所述光電耦合隔離電路，所述光電耦合隔離電路輸出端連接所述單片機邏輯篩選模塊，所述單片機邏輯篩選模塊輸出端連接所述信號存儲顯示模塊，所述信號存儲顯示模塊輸出端連接所述信號處理載波及控制模塊，所述信號處理載波及控制模塊連接無線發射機GSM網模塊連。2.根據權利要求1所述的清管器遠程檢測儀，其特征在于:所述拾取信號探頭是LC耦合線圈。3.根據權利要求2所述的清管器遠程檢測儀，其特征在于:所述拾取信號探頭中間加有高導磁材料鎳1J85。4.根據權利要求1所述的清管器遠程檢測儀，其特征在于:所述高增益放大電路是集成塊LM224運算放大器。5.根據權利要求1所述的清管器遠程檢測儀，其特征在于:所述信號處理載波及控制模塊采用S頂900四頻通信模塊和ARM926EJ-S芯片處理器。6.—種清管器遠程監測方法，其特征在于，應用于權利要求1所述的清管器遠程檢測儀，所述方法包括: 在一個檢測周期內，獲取第一拾取信號探頭第一聲鳴叫到第二拾取信號探頭第一聲鳴叫的時間Tl; 獲取第二拾取信號探頭第一聲鳴叫到第三拾取信號探頭第一聲鳴叫的時間T2; 獲取第一拾取信號探頭第一聲鳴叫到第三拾取信號探頭第一聲鳴叫的時間T3; 判斷Tl，T2，T3是否滿足設定條件，所述設定條件為Tl >0.6秒，T2>0.6秒且10秒多T3>1.3秒，得到判斷結果； 當所述判斷結果表示Tl，T2，T3滿足設定條件時，則將拾取的信號發送到信號存儲顯示模塊進行顯示。
【文檔編號】G08C17/02GK106051379SQ201610394425
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月27日
【發明人】郭作陽, 譚秋仲, 楊勇, 陳亮, 畢晶晶, 趙昂
【申請人】沈陽鑫聯石化設備有限公司