本實用新型涉及綜合錄井儀絞車傳感器檢定領(lǐng)域，具體說是一種絞車傳感器檢定裝置。

背景技術(shù)：

絞車傳感器是綜合錄井儀的核心傳感器，主要錄取井深參數(shù)，其性能好壞直接影響錄井資料的質(zhì)量和油氣勘探工作的開展，因此也是油氣勘探過程中最重要的傳感器。為了使絞車傳感器在檢測脈沖信號時更加準(zhǔn)確、可靠、安全，必須精密地掌握絞車傳感器的測量精度，絞車傳感器檢測的值直接影響到后期數(shù)據(jù)的處理。對整個控制系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用。

絞車傳感器在輸出信號時有單圈12脈沖和單圈20脈沖兩種，目前的絞車傳感器檢定中往往只有能檢定一種的檢定裝置。

傳統(tǒng)的檢測方法只是利用萬用表等檢測設(shè)備測量傳感器的輸出電平，較簡單地判斷傳感器的技術(shù)性能，無法判斷傳感器誤碼率和測量精度的高低。當(dāng)現(xiàn)場使用發(fā)現(xiàn)傳感器測量精度低時，不僅影響油氣勘探的速度和質(zhì)量，也影響到錄井經(jīng)濟效益。在慢速轉(zhuǎn)動時，傳感器的探頭有足夠的響應(yīng)時間，一般不容易產(chǎn)生誤碼，只有在快速轉(zhuǎn)動時，傳感器才容易產(chǎn)生誤碼。有些絞車傳感器檢定可以實現(xiàn)模擬傳感器現(xiàn)場測量環(huán)境，檢測傳感器的技術(shù)指標(biāo)，可以在實驗室內(nèi)判斷傳感器誤碼率和測量精度的高低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型提供一種絞車傳感器檢定裝置，解決絞車傳感器檢測過程中不能同時檢測A相脈沖信號和B相脈沖信號的問題。

本實用新型提供一種絞車傳感器檢定裝置，包括絞車傳感器：

所述絞車傳感器分別與旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和絞車傳感器脈沖信號檢測與采集單元連接；

所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，與驅(qū)動機構(gòu)連接，用于帶動所述絞車傳感器旋轉(zhuǎn)；

所述絞車傳感器脈沖信號檢測與采集單元，與上位機連接，用檢測和采集所述絞車傳感器旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的脈沖信號；

所述驅(qū)動機構(gòu)，還與碼盤連接，用于驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)以及所述碼盤旋轉(zhuǎn)；

所述碼盤與碼盤標(biāo)準(zhǔn)脈沖采集單元連接，用于產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)脈沖源信號；

所述標(biāo)準(zhǔn)脈沖采集單元與所述上位機連接，用采集所述標(biāo)準(zhǔn)脈沖源信號；

所述上位機，用于獲取所述絞車傳感器旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的脈沖信號和所述標(biāo)準(zhǔn)脈沖源信號，比較所述脈沖信號和所述標(biāo)準(zhǔn)脈沖源信號，以及設(shè)定所述驅(qū)動機構(gòu)旋轉(zhuǎn)的速度；

其中，所述脈沖信號為A相脈沖信號和B相脈沖信號。

優(yōu)選地，所述上位機與所述標(biāo)準(zhǔn)脈沖采集單元和所述標(biāo)準(zhǔn)脈沖采集單元通過無線方式進行所述脈沖信號和所述標(biāo)準(zhǔn)脈沖源信號傳輸。

優(yōu)選地，所述驅(qū)動機構(gòu)包括：

伺服電機；

所述伺服電機與伺服電機驅(qū)動器連接，用于驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)以及所述碼盤旋轉(zhuǎn)；

所述伺服電機驅(qū)動器與單片機連接，所述單片機與所述上位機連接；

所述單片機，用于控制所述所述脈沖信號和所述標(biāo)準(zhǔn)脈沖源信號傳輸以及接收所述驅(qū)動機構(gòu)旋轉(zhuǎn)的速度。

優(yōu)選地，所述絞車傳感器脈沖信號檢測與采集單元包括：

脈沖信號檢測電路；

所述脈沖信號檢測電路，分別與A相脈沖采集電路和B相脈沖采集電路連接，用于檢測所述A相脈沖信號和所述B相脈沖信號；

所述A相脈沖采集電路，用于采集所述A相脈沖信號；

所述B相脈沖采集電路，用于采集所述B相脈沖信號。

優(yōu)選地，所述碼盤標(biāo)準(zhǔn)脈沖采集單元包括：

光電傳感器；

所述光電傳感器，與標(biāo)準(zhǔn)脈沖源采集電路連接，用于檢測所述碼盤產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)脈沖源信號；

所述標(biāo)準(zhǔn)脈沖源采集電路，用于采集所述標(biāo)準(zhǔn)脈沖源信號。

優(yōu)選地，所述驅(qū)動機構(gòu)還與轉(zhuǎn)數(shù)測量儀表和頻率測量儀表連接：

所述轉(zhuǎn)數(shù)測量儀表，用于測量所述驅(qū)動機構(gòu)的轉(zhuǎn)速；

所述頻率測量儀表，用于測量所述驅(qū)動機構(gòu)的轉(zhuǎn)動頻率；

其中，所述轉(zhuǎn)數(shù)測量儀表和所述頻率測量儀表都具有顯示屏。

優(yōu)選地，所述絞車傳感器脈沖信號檢測與采集單元還包括：

A相顯示儀表和B相顯示儀表，分別與所述A相脈沖采集電路和所述B相脈沖采集電路連接；

所述A相顯示儀表，用于顯示所述A相脈沖信號的信息；

所述B相顯示儀表，用于顯示所述B相脈沖信號的信息。

優(yōu)選地，所述碼盤標(biāo)準(zhǔn)脈沖采集單元，還包括：

標(biāo)準(zhǔn)脈沖顯示儀表，與所述標(biāo)準(zhǔn)脈沖源采集電路連接，用于顯示所述標(biāo)準(zhǔn)脈沖源信號。

優(yōu)選地，所述碼盤為圓形結(jié)構(gòu)，所述碼盤中心位置具有圓形安裝孔，所述圓形安裝孔內(nèi)具有卡槽，所述圓形安裝孔外側(cè)均勻分布有固定孔；所述固定孔外側(cè)均勻分布有內(nèi)圈12柵格，所述內(nèi)圈12柵格外側(cè)均勻分布有外圈20柵格。

優(yōu)選地，所述內(nèi)圈12柵格的柵格高度為8mm，所述外圈20柵格的柵格高度為8mm。

本實用新型至少具有如下有益效果：

本實用新型可以模擬現(xiàn)場快速鉆進，不需要現(xiàn)在進行檢定，同時解決無法判斷傳感器誤碼率和測量精度低的問題，以及解決絞車傳感器檢測過程中不能同時檢測A相脈沖信號和B相脈沖信號的問題。

附圖說明

通過以下參考附圖對本實用新型實施例的描述，本實用新型的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點更為清楚，在附圖中：

圖1是本實用新型實施例的裝置模塊框圖；

圖2是本實用新型圖1中實施例的脈沖信號檢測電路的電路原理圖；

圖3是本實用新型圖1中實施例碼盤的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實用新型實施例碼盤的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下基于實施例對本實用新型進行描述，但是值得說明的是，本實用新型并不限于這些實施例。在下文對本實用新型的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。然而，對于沒有詳盡描述的部分，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以完全理解本實用新型。

此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，所提供的附圖只是為了說明本實用新型的目的、特征和優(yōu)點，附圖并不是實際按照比例繪制的。

同時，除非上下文明確要求，否則整個說明書和權(quán)利要求書中的“包括”、“包含”等類似詞語應(yīng)當(dāng)解釋為包含的含義而不是排他或窮舉的含義；也就是說，是“包含但不限于”的含義。

圖1是本實用新型實施例的裝置模塊框圖。如圖1所示，絞車傳感器6分別和脈沖信號檢測電路9和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)1連接，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)1還與伺服電機5連接，伺服電機5還分別與碼盤3、轉(zhuǎn)數(shù)測量顯示屏18、頻率測量顯示屏19和伺服電機驅(qū)動器17連接；脈沖信號檢測電路9分別與A相脈沖采集電路11和B相脈沖采集電路10連接，A相脈沖采集電路11與A相顯示屏12連接，B相脈沖采集電路10與B相顯示屏13連接；碼盤3還與光電傳感器2連接，光電傳感器2與標(biāo)準(zhǔn)脈沖源采集電路7連接，標(biāo)準(zhǔn)脈沖源采集電路7與標(biāo)準(zhǔn)脈沖顯示屏8連接；標(biāo)準(zhǔn)脈沖顯示屏8、A相顯示屏12和B相顯示屏13通過485集線器14和單片機16連接，單片機16分別與透傳發(fā)送/接收模塊20和伺服電機驅(qū)動器17連接；透傳發(fā)送/接收模塊20通過無線通訊方式與透傳接收/發(fā)送模塊21連接，透傳接收/發(fā)送模塊21與上位機22連接。

圖1中，伺服電機驅(qū)動器17接收單片機16輸出的控制信號（0～5V），伺服電機驅(qū)動器17控制信號將轉(zhuǎn)換成伺服電機5的轉(zhuǎn)動速度信號來驅(qū)動伺服電機5。伺服電機5帶動旋轉(zhuǎn)機構(gòu)1和碼盤4，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)1和碼盤4同時轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)1和碼盤4的轉(zhuǎn)速信息相同。

圖1中，絞車傳感器6連接到旋轉(zhuǎn)機構(gòu)1上，通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)1的帶動絞車傳感器6，在絞車傳感器6上會產(chǎn)生脈沖信號，絞車傳感器6的脈沖信號分成A相和B相兩相輸出，A相脈沖信號和B相脈沖信號通過脈沖信號檢測電路9進行檢測，脈沖信號檢測電路9可以對檢測到的絞車傳感器6的脈沖信號進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，A相脈沖采集電路11和B相脈沖采集電路10對標(biāo)準(zhǔn)化處理后的脈沖信號進行采集，將標(biāo)準(zhǔn)化處理后的A相脈沖信號和B相脈沖信號分別通過A相顯示屏12和B相顯示屏13進行顯示，絞車傳感器6檢測過程中能同時檢測A、B相脈沖。

其中，絞車傳感器6的脈沖信號為電流式的脈沖信號，標(biāo)準(zhǔn)化處理為將電流式的脈沖信號轉(zhuǎn)換成電壓式的脈沖信號，具體地說，電壓式的脈沖信號為高電壓5V，低電壓0V的TTL邏輯電壓。

為了便于實施，A相顯示屏12和B相顯示屏13可分別僅僅顯示標(biāo)準(zhǔn)化處理后的A相脈沖信號和B相脈沖信號的數(shù)量。

圖1中，伺服電機5帶動碼盤4旋轉(zhuǎn)，光電傳感器2檢測旋轉(zhuǎn)碼盤4的轉(zhuǎn)動信息形成標(biāo)準(zhǔn)脈沖源，標(biāo)準(zhǔn)脈沖源采集電路7采集碼盤4形成標(biāo)準(zhǔn)脈沖源，標(biāo)準(zhǔn)脈沖顯示屏8通過標(biāo)準(zhǔn)脈沖源采集電路7顯示標(biāo)準(zhǔn)脈沖源信號。

為了便于實施，標(biāo)準(zhǔn)脈沖顯示屏8可僅僅顯示標(biāo)準(zhǔn)脈沖源中標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號的數(shù)量。

圖1中，標(biāo)準(zhǔn)脈沖顯示屏8、A相顯示屏12、B相顯示屏13、轉(zhuǎn)數(shù)測量顯示屏18和頻率測量顯示屏19均為數(shù)字信號儀表，標(biāo)準(zhǔn)脈沖顯示屏8、A相顯示屏12和B相顯示屏13具有485總線，通過數(shù)字信號儀表上的485總線通過485集線器14，將標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號（標(biāo)準(zhǔn)脈沖顯示屏8上顯示的脈沖信號）和絞車脈沖信號（A相顯示屏12和B相顯示屏13顯示的脈沖信號）傳輸?shù)絾纹瑱C16上，單片機16將接收到的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號和絞車脈沖信號通過透傳發(fā)送/接收模塊20以無線傳輸方式發(fā)送給透傳接收/發(fā)送模塊21，透傳接收/發(fā)送模塊21與上位機22連接，上位機22獲取透傳接收/發(fā)送模塊21接收到的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號和絞車脈沖信號，上位機22上對接收到的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號和絞車脈沖信號進行誤差分析和存儲等。

圖1中，通過上位機22可設(shè)定絞車傳感器6在快速轉(zhuǎn)動情況下的技術(shù)指標(biāo)，設(shè)定傳感器的最小檢測轉(zhuǎn)動速度為5r／min，鉆進速度約相當(dāng)于1.2m／min，與現(xiàn)場快速鉆進相似。

圖1中，通過比較標(biāo)準(zhǔn)脈沖顯示屏8、A相顯示屏12和B相顯示屏13或上位機22上顯示的結(jié)果來判斷絞車傳感器6是否有計數(shù)不準(zhǔn)或丟脈沖等質(zhì)量問題，若標(biāo)準(zhǔn)脈沖顯示屏8與A相顯示屏12和B相顯示屏13的信號不一致，則認(rèn)為車傳感器6出現(xiàn)計數(shù)不準(zhǔn)或丟脈沖的情況。

為了便于實施，可僅比較標(biāo)準(zhǔn)脈沖顯示屏8顯示的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號和A相顯示屏12和B相顯示屏13顯示的絞車脈沖信號的個數(shù)。

當(dāng)然，也可以利用上位機22對上述標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號和絞車脈沖信號的個數(shù)進行統(tǒng)計或者由標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號和絞車脈沖信號的信號曲線來判斷絞車傳感器6是否有計數(shù)不準(zhǔn)或丟脈沖、質(zhì)量問題，以及判斷絞車傳感器6的運動方向。

圖2是本實用新型圖1中實施例的脈沖信號檢測電路的電路原理圖。如圖2所示，絞車傳感器6與脈沖信號檢測電路連接。絞車傳感器6的一端通過電阻R8連接到運算放大器U1A的2引腳輸入端，絞車傳感器6的另一端與脈沖信號檢測電路共地連接。

圖2中，電阻R6和電阻R7可以產(chǎn)生一個分壓并輸入到運算放大器U1A的2引腳上做為比較電壓。絞車傳感器6輸出的電流信號通過電阻R1后轉(zhuǎn)換成電壓信號，該電壓信號通過限流電阻R8輸入到運算放大器U1A的3引腳上，同時運算放大器U1A的4引腳和8引腳分別接地和接電源VCC。運算放大器U1A的2引腳電壓與運算放大器U1A的3引腳電壓比較如果運算放大器U1A的2引腳電壓大于3引腳電壓，將在運算放大器U1A的的1引腳上輸出5V電壓，運算放大器U1A的2引腳電壓小于3引腳電壓，將在運算放大器U1A的的1引腳上輸出0V。每當(dāng)運算放大器U1A的1引腳產(chǎn)生一次5V信號就說明有碼盤4（圖1中）的一個柵格通過，根據(jù)5V出現(xiàn)的個數(shù)來計算標(biāo)準(zhǔn)脈沖的個數(shù)。

圖2中，電容C1為濾出掉絞車傳感器6的干擾信號，二極管D1兩端分別與電阻R1的和電源VCC連接，電阻R1與絞車傳感器6并聯(lián)，二極管D1可防止尖峰干擾產(chǎn)生的高電壓信號進入到后面的電路中，如絞車傳感器6輸出的電流過大，在電阻R1上產(chǎn)生尖峰干擾的高電壓信號，二極管D1陽極端具有高電壓信號，二極管D1陰極端為5V，二極管D1導(dǎo)通，使得電阻R1的電壓維持在5V。

進一步地，脈沖信號檢測電路還具有脈沖警示電路，每產(chǎn)生一個脈沖，發(fā)光二極管LED1進行警示。

更進一步地，為了使得脈沖信號檢測電路更易于實現(xiàn)，在圖2中給出具體元器件的信號以及相應(yīng)的阻值和容值，運算放大器U1A的型號為LM393D，電源VCC為5V，電阻R1的阻值為150Ω，電容C1的容值為1μF，電阻R4的阻值為1KΩ，電阻R5的阻值為2.7KΩ，電阻R6的阻值為10KΩ，電阻R7的阻值為5KΩ，電阻R8的阻值為5.1KΩ，二極管D1的型號為1N4004。

圖3是本實用新型圖1中實施例碼盤的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，碼盤的中心位置具有圓形安裝孔，圓形安裝孔內(nèi)具有1個卡槽，卡槽可以防止碼盤移動，圓形安裝孔外側(cè)均勻分布有3個固定孔，固定孔外側(cè)均勻分布有內(nèi)圈12柵格，內(nèi)圈12柵格外側(cè)均勻分布有外圈20柵格。

圖3中的碼盤可檢測單圈產(chǎn)生12個和20個脈沖的絞車傳感器6（圖1中），絞車傳感器6（圖1中）單圈產(chǎn)生的脈沖個數(shù)有12和20兩種，為了對兩種的絞車傳感器6（圖1中）都能進行檢測，即在產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號時也要產(chǎn)生12和20兩種脈沖數(shù)的信號，所以在制作碼盤時要做成內(nèi)圈12柵格外圈20柵格的復(fù)合碼盤。

進一步地，為了使得碼盤更易于實現(xiàn)，在圖2中給出碼盤的具體尺寸。碼盤的直徑為66mm，圓形安裝孔的直徑為14mm，卡槽的尺寸為5mm*2.5mm，固定孔的中心距離圓形安裝孔中心為11.5mm，固定孔的直徑為3mm，內(nèi)圈12柵格的兩端分別距圓形安裝孔中心為17mm和23mm，外圈20柵格的內(nèi)端距離內(nèi)圈12外端2mm，外圈20柵格的外端距離碼盤的外端2mm，內(nèi)圈12柵格和外圈20柵格的高度都為6mm。

圖4是本實用新型實施例的碼盤的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，機座4用于固定伺服電機5的支架，機座4與伺服電機5同軸安裝碼盤3和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)1，在機座4上固定光電傳感器2，光電傳感器2的發(fā)射側(cè)和接收側(cè)分別位于碼盤4的兩側(cè)，使光電傳感器2能接收碼盤4的信息。

以上所述實施例僅為表達(dá)本實用新型的實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形、同等替換、改進等，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。