專利名稱：一次儀表無線載荷、位移一體化傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型提供一種一次儀表無線載荷、位移一體化傳感器，屬于建筑領(lǐng)域內(nèi)石油采礦中的一種信號測量裝置。
在石油采礦中，抽油機井桿的載荷、位移參數(shù)是抽油機井功圖測量的關(guān)鍵參數(shù)。油田中抽油機井功圖測量是經(jīng)常進行的工作?，F(xiàn)有技術(shù)中普遍采用的是有線載荷、位移一體化傳感器作為一次儀表，將被測信號通過電纜線傳給二次儀表，從而完成抽油機井的功圖測量工作。這種一次儀表有線載荷、位移一體化傳感器的缺點如下1、電纜線長、粗、使用不方便。有時放電纜線等準(zhǔn)備工作比正式測市時間還長，降低了工作效率。
2、在陰雨天或沼澤地，為了將電纜線拖至抽油井附近進行測試，需繞行，增加了電纜線長度，同時加大了工人勞動強度。
3、電纜線與傳感器插頭接口，容易發(fā)生接觸不良等故障。
本實用新型的目的在于提供一種工作效率高、故障率低的一次儀表無線載荷、位移一體化傳感器本實用新型的目的由下述技術(shù)方案實現(xiàn)所述一次儀表無線載荷、位移一體化傳感器，包括由載荷位移一體化傳感器發(fā)射機和接收機兩部分。所述發(fā)射機由位移傳感器、載荷傳感器、放大濾波電路。采樣電路、數(shù)據(jù)編碼電路、調(diào)制功放電路組成，位移傳感器、載荷傳感器分別將所測位移信號、載荷信號送至放大濾波電路放大整形后，由采樣電路將其變?yōu)閿?shù)字信號，并送至數(shù)據(jù)編碼電路編碼，輸出周期變化的方波信號至調(diào)制電路將此頻率信號調(diào)制在載頻上經(jīng)放大，由天線發(fā)射出去。
所述接收機由選頻電路、高頻放大電路、本振解調(diào)電路、濾波電路、低放電路、整形電路、解碼電路和通迅電平轉(zhuǎn)換電路組成，由天線將發(fā)射機發(fā)射的所測信號接收過來，經(jīng)選頻、放大后送至本振解調(diào)電路，將此信號恢復(fù)成周期變化的方波信號，該信號經(jīng)濾波、低放、整形并送至解碼電路進行解碼處理后，送至通迅電平轉(zhuǎn)換電路經(jīng)編碼處理后變?yōu)榉蟁S232-C標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號送至PC機。
本實用新型所提供的載荷、位移一體化傳感器中的發(fā)射機，位移傳感器輸出的信號送至由運放IC1組成的跟隨器，載荷傳感器的輸出信號，經(jīng)電阻R1、R4送至由運放IC2、電阻R5、R6組成的放大電路，經(jīng)跟隨器、放大電路放大的兩路傳感信號，由A/D轉(zhuǎn)換器IC3的模擬信號輸入通道進入采樣電路，由A/D轉(zhuǎn)換器IC3的數(shù)字輸出口輸出的數(shù)字信號，經(jīng)I/O口1進入編碼電路，由微處理器IC4進行編碼，輸出頻率信號由I/O口2輸出經(jīng)反相器IC6、IC7、電阻R1送至晶振XTRL，晶體管BG1、電感L2電容C6電阻R2、電容C9、C10及耦合變壓器T1發(fā)射天線ART組成的調(diào)制功放電路，將編碼后的信號調(diào)制在載頻上經(jīng)天線發(fā)射出去。
本實用新型所提供的載荷、位移一體化傳感器中的接收機，由接收天線、電感L1′和電容C1′組成的選頻電路，將發(fā)射機發(fā)射的信號接收過來，經(jīng)耦合電容C2′送入由晶體管BG1′、電阻R1、R2′、R3′組成的高頻放大電路放大，經(jīng)電容C4傳送至由電感L3′、電容C8′、C9′、C10′、電阻R7′、晶體管BG2′、電容C5、C6′、C7′、電阻R6′、電感L2′組成的本振解調(diào)電路，該解調(diào)信號送由電容C11′、C12′、電感L4′組成的濾波網(wǎng)絡(luò)濾波，經(jīng)由運放IC1′、電阻R8′、R9′、R10′組成的低頻放大器放大，由運放IC2′電阻R12′、R13′、電容C16′組成的整形電路整形后，送由微處理器IC6′和反相器IC3′、IC4′、IC5′組成的解碼電路，經(jīng)由解碼電路進行數(shù)據(jù)處理后，送至通迅電平轉(zhuǎn)換電路IC7′進行編碼，解碼電路中微處理器IC6′的發(fā)送端TXD、接收端RXD與通迅電平轉(zhuǎn)換電路IC7′的一組驅(qū)動、接收口相連，通迅電平轉(zhuǎn)換電路IC7′與之相應(yīng)的另一組驅(qū)動、接收口通過RS232-C串口與PC機相接，將符合RS232-C標(biāo)準(zhǔn)的信號送至PC機處理。
本實用新型所提供的一次儀表無線載荷、位移一體化傳感器可同時感知抽油井井桿的載荷值和位移量，并將所測載荷值和位移量數(shù)字化，通過無線方式發(fā)送，并由相應(yīng)的接收機將用無線方式發(fā)送的載荷值和位移量接收后，再通過RS232-C向PC機通迅，從而通過PC機可以查詢或?qū)崟r接收載荷值及位移量。本實用新型不需電纜，由發(fā)射機和接收機用無線發(fā)送方式完成了復(fù)雜的測試工作。測試時只需該儀器裝到抽油機懸繩器上，在儀器車內(nèi)即可測量，且測量無方向性。通過通迅中的軟件對數(shù)據(jù)的處理，進一步保證數(shù)據(jù)的精度。本實用新型大大提高了傳感器工作的可靠性，避免了由于電纜接觸不量造成的故障，提高了工作效率，減輕了工人的勞動強度。本實用新型可在油田的其它短距離無線測量中移植應(yīng)用。


圖1為本實用新型中載荷、位移一體化傳感器發(fā)射機方框圖。
圖2為本實用新型中載荷、位移一體化傳感器接收機方框圖。
圖3為本實用新型中載荷、位移一體化傳感器發(fā)射機電原理圖。
圖4為本實用新型中載荷、位移一體化傳感器接收機電原理圖。
以下結(jié)合附圖和實施例進一步說明本實用新型。
本實用新型所提供的一次儀表無線載荷、位移一體化傳感器可按圖3、圖4所示電路圖安裝。圖3中，發(fā)射機的載荷傳感器采用測力傳感器、位移傳感器采用特種電位器替代。運算放大器IC1、IC2采用高阻抗、低功耗運算放大器，采樣電路中IC3采用八位以上多通道A/D轉(zhuǎn)換器，編碼電路中的微處理器IC4采用片內(nèi)帶程序存儲器的八位低功耗、高速微處理器，調(diào)制功放電路中的晶體管BG1采用高頻NPN晶體管。圖4中，高頻放大電路中晶體管BG1、本振解調(diào)電路中晶體管BG2均采用高NPN晶體管，低頻放大電路中IC1′、整形電路中IC2′均采用單電源供電，低功耗運算放大器、解碼電路IC6′采用片內(nèi)帶程序存儲器的低功耗、高速微處理器。通迅電平轉(zhuǎn)換電路采用專用的通迅電平轉(zhuǎn)換器集成電路。
權(quán)利要求1.一種一次儀表無線載荷、位移一體化傳感器，其特征在于有無線載荷、位移一體化傳感器發(fā)射機由位移傳感器、載荷傳感器、放大電路、采樣電路、數(shù)據(jù)編碼電路、調(diào)制功放電路組成，所述放大電路是由運放IC1組成的跟隨器和由運放IG2、電阻R5、R6組成的放大電路；由A/D轉(zhuǎn)換器IC3組成采樣電路；編碼電路采用微處理器IC4，調(diào)制功放電路由晶振XTRAXL1，晶體管BG1、電感L2電容C6電阻R2、電容C9、C10及耦合變壓器T1發(fā)射天線ART組成，位移傳感器、將所測位移信號、送至由運放IC1組成的跟隨器，載荷傳感器輸出的載荷信號，經(jīng)電阻R3、R4送至由運放IC2、電阻R5、R6組成的放大電路，經(jīng)跟隨器、放大電路放大的兩路傳感信號，由A/D轉(zhuǎn)換器IC3的模擬信號輸入通道進入采樣電路，由A/D轉(zhuǎn)換器IC3的數(shù)字輸出口輸出的數(shù)字信號，經(jīng)I/O口1進入微處理器IC4進行編碼，周期變化的方波信號由微處理器IC4I/O口2輸出經(jīng)反相器IC6、IC7、電阻R1送至晶振XTRAL1，晶體管BG1、電感L2、電容C6、電阻R2、電容C9、C10及耦合變壓器T1發(fā)射天線ART組成的調(diào)制功放電路，將編碼后的信號調(diào)制在載頻上經(jīng)天線發(fā)射出去。
2.一種一次儀表無線載荷、位移一體化傳感器，其特征在于有接收發(fā)射機發(fā)射信號的接收機，該接收機由選頻電路、高頻放大電路、本振解調(diào)電路、低放電路、整形電路、解碼電路和通迅電平轉(zhuǎn)換電路組成，由接收天線、電感L1′和電容C1′組成選頻電路；由晶體管BG1′、電阻R1′、R2′、R3′組成高頻放大電路；由電感L3′、電容C8′、C9′、C10′、電阻R7′、晶體管BG2′、電容C5′、C6′、C7′、電阻R6′、電感L2′組成本振解調(diào)電路；由運放IC1′、電阻R8、R9′、R10′組成低頻放大電路；由運放IC2′電阻R12′、R13′、電容C10′組成整形電路；由微處理器IC6′和反相器IC3′、IC4′、IC6′組成解碼電路，由選頻電路中的接收天線將發(fā)射機發(fā)射的所測信號接收過來，經(jīng)耦合電容C2′送入由晶體管BG1′、電阻R1′、R2′、R3′組成的高頻放大電路放大，經(jīng)電容C4傳送至由電感L3′、電容C8′、C9′、C10′、電阻R7′、晶體管BG2′、電容C5′、C6′、C7′、電阻R6′、電感L2′組成的本振解調(diào)電路進行解調(diào)，該解調(diào)信號送由電容C11′、C12′、電感L4′組成的濾波網(wǎng)絡(luò)濾波，經(jīng)由運放IC1′、電阻R8′、R9′、R10′組成的低頻放大器放大，由運放IC2′電阻R12′、R13′、電容C16′組成的整形電路整形后，送入由微處理器IC6′和反相器IC3′、IC4′、IC5′組成的解碼電路，經(jīng)由解碼電路進行數(shù)據(jù)處理后，送至通迅電平轉(zhuǎn)換電路IC3′進行編碼，解碼電路中微處理器IC6′的發(fā)送端TXD、接收端RXD與通迅電平轉(zhuǎn)換電路IC7′的一組驅(qū)動、接收口相連，電平通迅轉(zhuǎn)換電路IC7′與之相應(yīng)的另一組驅(qū)動、接收口通過RS232-C串口與PC機相接，將符合RS232-C標(biāo)準(zhǔn)的信號送至PC機存儲處理。
專利摘要本實用新型提供一種一次儀表無線載荷、位移一體化傳感器,該傳感器由載荷、位移一體化傳感器發(fā)射機將所測的載荷值、位移量數(shù)字化,通過無線方式發(fā)射出去,并由相應(yīng)的接收機接收后,通過解調(diào)、解碼及通訊電平轉(zhuǎn)換,將接收信號,通過RS232－C串行口與PC機通訊,一次儀表、無線載荷、位移一體化傳感器具有工作可靠、測量精度高、使用方便。
文檔編號F04B51/00GK2357154SQ97236620
公開日2000年1月5日 申請日期1997年7月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月18日
發(fā)明者陳虹 申請人:陳虹