基于ARM的输油管道状态检测装置研制

摘要

石油是当今世界最主要的能源之一，对推动工业发展和社会进步有着举足轻重的作用。油田抽油机和输油管路大多分布在环境恶劣的野外，对采油输油状态进行实时监测一直是采油研究中的热点和难点之一。
　　针对该问题，本文通过研究发现:输油管路中广泛采用的单流阀中的钢球运动与抽油机的工作状态和输油状态密切相关，依此提出并研制了一种通过检测单流阀中球体撞击管壁所产生的声音信号，并结合管道中原油的温度信息，检测采油输油状态的装置。
　　本课题针对油田采油输油状态检测难题，设计了一种基于ARM的油田采油输油状态检测装置。硬件方面，控制器采用三星公司的S3C2440A，设计了了电源模块、NANDFlash存储模块、SDRAM模块、声音信号采集模块、温度信号采集模块、LCD显示模块等。软件方面，移植了u-boot-1.1.6、linux-2.6.30操作系统、利用busybox制作文件系统以及设计了应用层软件。基于以上硬件和软件，对声音信号、温度信号进行采集、分析、处理和显示，实现了采油输油状态的实时检测。
　　同时，本文提出了一种典型采油输油状态检测判据，将采集到的声音与温度信号进行分析处理，实现了对常见采油输油状态的远程检测。
　　最后，设计搭建了流动状态实验平台，并对设计的检测装置进行了测试。实验结果表明，该检测装置可有效检测出抽油机正常工作、间歇出油、输油管路结蜡等典型运行状态，对远程实现采油输油状态检测具有一定的实用价值。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 课题研究现状

1．3 论文的主要内容与意义

1．4 本章小结

第二章 输油管道状态检测装置的硬件设计

2．1 单流阀的基本介绍

2．2 输油管道状态检测装置硬件结构的介绍

2．2．1 嵌入式系统控制嚣ARM的介绍

2．2．2 嵌入式系统控制器外围电路模块的设计

2．2．3 声音信号采集模块的硬件设计

2．2．4 温度信号采集模块的硬件设计

2．2．5 LCD显示模块的硬件设计

2．3 本章小结

第三章 输油管道状态检测装置的软件设计

3．1 嵌入式Linux操作系统简介

3．1．1 嵌入式Linux 2．6内核驱动

3．1．2 嵌入式Linux文件系统的介绍

3．2 u-boot-1．1．6移植

3．2．1 准备工作

3．2．2 修改相应的文件

3．2．3 编译

3．3 linux-2．6．30移植

3．3．1 准备工作

3．3．2 修改相应的内核文件

3．3．3 内核的配置和编译

3．4 根文件系统的构建

3．4．1 准备工作

3．4．2 修改相应的文件、配置及编译

3．4．3 制作根文件系统

3．5 检测装置应用程序设计

3．6 本章小结

第四章 实验结果

4．1 系统硬件、软件测试

4．2 输油状态实验

4．3 状态检测判据

第五章 总结与展望

5．1 工作总结

5．2 工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间已发表或录用的论文