[发明专利]一种超深金属管道埋深检测设备及其使用方法

权利要求书

1.一种超深金属管道埋深检测设备，其特征在于，包括：三维矢量探头、模拟开关模块、仪器放大模块、程控放大模块、有源带通滤波模块、16位双极性ADC、FPGA、MSP430单片机和标准信号生成模块；

所述三维矢量探头的探头信号输出端与模拟开关模块的第一输入端连接；所述模拟开关模块的第二输入端与标准信号生成模块的差分信号输出端连接，其输出端与仪器放大模块的输入端连接；所述仪器放大模块的输出端与程控放大模块的输入端连接；所述程控放大模块的输出端与有源带通滤波模块的输入端连接；所述有源带通滤波模块的输出端与16位双极性ADC的输入端连接；所述16位双极性ADC的输出端与FPGA的采集接口端连接；所述FPGA通过SPI接口与MSP430单片机的SPI接口连接；所述MSP430单片机的I/O1端与模拟开关模块的控制端连接，其I/O2端与程控放大模块的控制端连接，其I/O3端与标准信号生成模块的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的超深金属管道埋深检测设备，其特征在于，所述标准信号生成模块包括：波形生成子模块、单端转差分子模块、电压跟随子模块和电阻衰减子模块；

所述波形生成子模块的输入端作为标准信号生成模块的输入端；所述波形生成子模块的输出端与单端转差分子模块的输入端连接；所述单端转差分子模块的输出端与电压跟随子模块的输入端连接；所述电压跟随子模块的输出端与电阻衰减子模块的输入端连接；所述电阻衰减子模块的输出端作为标准信号生成模块的差分信号输出端。

3.根据权利要求2所述的超深金属管道埋深检测设备，其特征在于，所述电阻衰减子模块包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、接地电阻R5、接地电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、接地电阻R11、接地电阻R12、接地电阻R13、接地电阻R14、接地电阻R15和接地电阻R16；

所述电阻R1的一端作为电阻衰减子模块的输入端IN1，其另一端分别与电阻R2的一端和接地电阻R5连接；所述电阻R7的一端作为电阻衰减子模块的输入端IN2，其另一端分别与接地电阻R6和电阻R8的一端连接；所述电阻R2的另一端分别与电阻R3的一端和接地电阻R11连接；所述电阻R3的另一端分别与电阻R4的一端和接地电阻R13连接；所述电阻R4的另一端与接地电阻R15连接，并作为电阻衰减子模块的输出端OUT1；所述电阻R8的另一端分别与接地电阻R12和电阻R9的一端连接；所述电阻R9的另一端分别与接地电阻R14和电阻R10的一端连接；所述电阻R10的另一端与接地电阻R16连接，并作为电阻衰减子模块的输出端OUT2；

所述电阻衰减子模块的输入端IN1和电阻衰减子模块的输入端IN2共同作为电阻衰减子模块的输入端；所述电阻衰减子模块的输出端OUT1和电阻衰减子模块的输出端OUT2共同作为电阻衰减子模块的输出端。

4.一种如权利要求1所述的超深金属管道埋深检测设备的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过MSP430单片机控制模拟开关模块，输入接地信号，测量有源带通滤波模块输出的零点漂移电压U1；

S2、采用三维矢量探头获取X、Y、Z方向上磁场强度电信号；

S3、通过MSP430单片机控制模拟开关模块，将磁场强度电信号输入仪器放大模块，测量有源带通滤波模块的输出电压U2；

S4、通过输出电压U2减去零点漂移电压U1，得到探头输出磁场强度电信号的幅度值U′；

S5、通过标准信号生成模块生成标准正弦信号，对探头输出磁场强度电信号的幅度值U′进行修正，得到探头输出磁场强度电信号的幅度修正值U″；

S6、通过16位双极性ADC对幅度修正值U″进行采集，并通过FPGA进行检波处理，得到幅度精确值U″′，通过MSP430单片机将幅度精确值U″′传输至接收机，完成超深金属管道埋深检测设备的使用。