一种管道变形、漏磁、惯导集成数据采集装置及处理方法与流程

本发明涉及数据采集，更具体地说，它涉及一种管道变形、漏磁、惯导集成数据采集装置及处理方法。

背景技术：

1、在油气管道的生产与使用过程中，需要对其内部的情况进行检测，以保证管道的正常使用，现有技术活中油气管道内的检测器，如几何变形、漏磁、惯导等设备，通常是独立工作的，每种设备都有独立的数据采集系统，变形、漏磁、惯导等设备时工作时，相应的采集系统需要同时加入进行同步工作。

2、在实际应用中，某一管道需要同时开展变形、漏磁、惯导等内检测器检测作业，此时需要将多个独立的内检测器组合起来使用，多个传感器检测装置和多个数据采集装置在同时应用过程中存在诸多困难。比如庞大的检测装置会增加收、发球作业难度，对收、发球筒进行改造以满足收、发球要求；多个采集装置会让设备调试及读取数据变得繁琐，需要单独下载每台检测器采集的数据；采用较多的连接装置会造成运行过程中不稳定因素增多，甚至造成卡堵，检测难度较大。

3、因此亟需一种新的技术方案来解决上述技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种管道变形、漏磁、惯导集成数据采集装置及处理方法。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种管道变形、漏磁、惯导集成数据采集装置，包括数据检测模块、数据预处理模块、数据采集模块；

3、所述数据检测模块用于获得管道内部的变形数据、漏磁数据与惯导数据；

4、所述数据预处理模块将数据检测模块得到的变形数据、漏磁数据与惯导数据进行进行模-数转换及按通道分配所有数据，将变形数据、漏磁数据、惯导数据按顺序传输给数据采集模块；

5、所述数据采集模块将预处理后的变形数据、漏磁数据、惯导数据按照相应的通信协议进行接收、处理、保存。

6、本发明进一步设置为：所述数据检测模块包括若干变形传感器、若干漏磁传感器与惯导传感器，用于检测管道内部的多路变形数据、多路漏磁数据与惯导数据。

7、本发明进一步设置为：所述数据预处理模块包括模数转换单元块与通道分配单元，用于将数据进行模-数转换，再通过通道分配单元按通道分配所有数据，将变形数据、漏磁数据、惯导数据按顺序传输给数据采集模块。

8、本发明进一步设置为：所述数据采集模块包括fpga处理单元、mcu控制单元、数据存储单元。

9、本发明进一步设置为：所述fpga处理单元根据相应通信协议接收变形数据、漏磁数据、惯导数据，按位处理所有数据后最终以位宽为16位数据在fpga内部和mcu之间传输。

10、本发明进一步设置为：所述fpga处理单元iic通信协议接收变形数据、漏磁数据，通过rs-422通信协议接受惯导数据。

11、本发明进一步设置为：还包括有上位机，所述mcu控制单元用于将数据按顺序排列输出上位机和数据存储单元。

12、本发明进一步设置为：所述数据存储单元用于存储处理后的变形、漏磁、惯导数据，根据实际情况合理安排存储单元的大小。

13、一种数据采集装置的数据处理方法，包括如下步骤：

14、1)变形传感器通过模数转换单元分配给fpga处理单元的io引脚，每个io引脚最多驱动32个变形传感器；

15、2)变形数据处理完成后以16bit数据存在，临时在片上ram中缓存，并给出对应的地址说明；

16、3)漏磁传感器经信号增强后分配给fpga处理单元的io引脚，每个漏磁传感器占用一个io引脚；

17、4)漏磁数据处理完成后以16bit数据存在，临时在片上ram中缓存，并给出对应的地址说明；

18、5)原始惯导信号为遵循rs422通信协议的双路差分信号，先经过差分器处理为单路信号，然后分配给fpga的io引脚；

19、6)惯导数据处理完成后以16bit数据存在，临时在片上ram中缓存，并给出对应的地址说明；

20、7)等数据缓存结束后发送给mcu控制单元，如果采集装置工作在运行模式将数据保存在存储单元，如果采集装置工作在调试模式将数据向外发送；

21、8)存储单元通过usb线与外部设备进行连接；

22、9)调试模式下数据通过串口模块发送给上位机。

23、本发明具有以下有益效果：通过将变形、漏磁、惯导三种类型的传感器集成与一个数据采集装置内，能够同时进行变形、漏磁、惯导等多种类型数据的处理与采集，并通过数据采集模块同时进行数据采集，有效提升了检测效率，降低了检测难度，节省了检测成本。

24、附图说明

25、图1为本实施例的整体结构示意框图；

26、图2为本实施例的整体连接结构示意图；

27、图3为本实施数据在fpga中的处理流程示意图；

28、图4为本实施例的数据处理传输示意图；

29、图5为本实施例的工作流程示意图。

技术特征：

1.一种管道变形、漏磁、惯导集成数据采集装置，其特征在于：包括数据检测模块（1）、数据预处理模块（2）、数据采集模块（3）；

2.根据权利要求1所述的一种管道变形、漏磁、惯导集成数据采集装置，其特征在于：所述数据检测模块（1）包括若干变形传感器（101）、若干漏磁传感器（102）与惯导传感器（103），用于检测管道内部的多路变形数据、多路漏磁数据与惯导数据。

3.根据权利要求1所述的一种管道变形、漏磁、惯导集成数据采集装置，其特征在于：所述数据预处理模块（2）包括模数转换单元（201）与通道分配单元（202），通过模数转换单元（201）将数据进行模-数转换，再通过通道分配单元按通道分配所有数据，将变形数据、漏磁数据、惯导数据按顺序传输给数据采集模块（3）。

4.根据权利要求1所述的一种管道变形、漏磁、惯导集成数据采集装置，其特征在于：所述数据采集模块（3）包括fpga处理单元（301）、mcu控制单元（302）、数据存储单元（303）。

5.根据权利要求4所述的一种管道变形、漏磁、惯导集成数据采集装置，其特征在于：所述fpga处理单元（301）根据相应通信协议接收变形数据、漏磁数据、惯导数据，按位处理所有数据后最终以位宽为16位数据在fpga内部和mcu之间传输。

6.根据权利要求5所述的一种管道变形、漏磁、惯导集成数据采集装置，其特征在于：所述fpga处理单元（301）通过iic通信协议接收变形数据、漏磁数据，通过rs-422通信协议接受惯导数据。

7.根据权利要求6所述的一种管道变形、漏磁、惯导集成数据采集装置，其特征在于：还包括有上位机（4），所述mcu控制单元（302）用于将数据按顺序排列输出上位机（4）和数据存储单元（303）。

8.根据权利要求7所述的一种管道变形、漏磁、惯导集成数据采集装置，其特征在于：所述数据存储单元（303）用于存储处理后的变形、漏磁、惯导数据，根据实际情况合理安排存储单元的大小。

9.一种应用于权利要求1-8中任意一种数据采集装置的数据处理方法，其特征在于，所述数据处理方法包括如下步骤：

技术总结本发明公开了一种管道变形、漏磁、惯导集成数据采集装置及处理方法，涉及数据采集技术领域。其技术方案要点是：包括数据检测模块、数据预处理模块、数据采集模块；所述数据检测模块用于获得管道内部的变形数据、漏磁数据与惯导数据；所述数据预处理模块将数据检测模块得到的变形数据、漏磁数据与惯导数据进行模‑数转换及按通道分配所有数据，将变形数据、漏磁数据、惯导数据按顺序传输给数据采集模块；所述数据采集模块将预处理后的变形数据、漏磁数据、惯导数据按照相应的通信协议进行接收、处理、保存。本发明的目的在于提供一种管道变形、漏磁、惯导集成数据采集装置及处理方法。技术研发人员：马义来,白鹏程,张洋,田正,国滨,陈金忠,薛尹力,熊治坤,史冠男受保护的技术使用者：中特检管网科技（嘉兴）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18