石油管线管长度的激光测距仪的研制

摘要

石油是整个国民经济的命脉，是世界上最重要的能源之一，它与我们的生活息息相关。通过对石油管线管长度的测量，可以方便掌握石油采集的生产进度，及时地调整生产工艺，所以对石油管线管长度的精确测量变得尤为重要。
　　目前，我国大部分油田采用人工拉皮尺的方法测量石油管线管的长度。这种方法存在着工作效率低、劳动强度大和测量精度低的缺点。针对这种现状，本文提出了一种测量石油管线管长度的脉冲激光测距仪，不仅测量精度高，而且具有实时测量、显示、累加、存储、再现测量结果的功能，方便携带，且抗污能力强，能适应油田的恶劣的作业环境。
　　本文从仪器的工作原理、设计思想和技术细节等方面进行了阐述，详细的介绍了仪器硬件系统与软件系统的研制。硬件系统选用STC12C5A60S2单片机作为核心控制芯片，测距模块选用国产大有脉冲激光测距模块，测距范围为：0.1m-80m，精度可达±2mm，选用CH452芯片来实现按键扫描功能，选用KM-12864液晶用于测量结果的显示，数据的存储采用单片机自带的E2PROM，不仅节约了资源，还降低了成本，最后选用串口通信将测量结果传送至上位机。软件系统的研制包括两个部分：下位机软件和上位机软件。下位机软件基于单片机 C语言，在 KeilμVision4环境下进行编程，上位机软件选用LabVIEW图形化编程工具，可以实现测量结果的再现以及表格形式的存储。最后，对仪器的测量数据进行分析，发现完全满足精度要求，而且对仪器进行重复性与稳定性试验，表现良好。
　　石油管线管长度的激光测距仪的研制，改变了国内石油管线管测量的落后的现状，对整个石油行业具有重要的意义。

目录

石油管线管长度的激光测距仪的研制

RESEARCH ON LASER LENGTH MEASUREMENT SYSTEM OF OIL LINE PIPE

摘 要

Abstract

第1章 绪 论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 几种测距方法的比较

1.3 激光测距法的研究现状

1.4 课题来源及研究内容

第2章 石油管线管长度测量的总体方案设计

2.1 激光测距法的分类

2.2 相位法激光测距原理

2.3 脉冲法激光测距原理

2.4 相位法与脉冲法的比较

2.5 脉冲激光测距仪的总体方案设计

2.6 本章小结

第3章 脉冲激光测距仪的硬件研制

3.1 脉冲激光测距模块

3.2 单片机控制模块设计

3.3 按键模块设计

3.4 显示模块设计

3.5 串口通讯模块设计

3.6 硬件系统的抗干扰

3.7 脉冲激光测距仪的外观图

3.8 本章小结

第4章 脉冲激光测距仪的软件研制

4.1 下位机软件研制

4.2 上位机软件研制

4.3 本章小结

第5章 脉冲激光测距仪的不确定度分析及性能测试

5.1 脉冲激光测距仪的不确定度分析

5.2 与人工拉皮尺法的比较

5.3 脉冲激光测距仪的性能测试

5.4 本章小结

参考文献

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

致 谢