專利名稱：一種熱解綜合評價儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及采用巖石熱解分析方法、進行巖層定量檢測、解釋油氣層的儀器， 特別涉及一種熱解綜合評價儀。
背景技術(shù)：
錄井是一項隨鉆技術(shù)，是整個石油勘探開發(fā)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，其目的是發(fā)現(xiàn)油 氣層，并評價驗證油氣顯示層。錄井已從過去的手工操作、人工定性描述發(fā)展成為應(yīng)用多種 儀器、裝備，集數(shù)據(jù)采集、處理和解釋為一體的石油勘探技術(shù)。地化錄井技術(shù)是應(yīng)用地球物理化學(xué)的技術(shù)方法，進行巖層定量檢測、解釋油氣層 的錄井新技術(shù)。地化及特殊錄井技術(shù)是近幾年才發(fā)展、成熟起來的錄井技術(shù)，與測井、綜合 錄井相比較，具有分析數(shù)據(jù)精度高、速度快、操作方便、設(shè)備易維護、分析用樣源廣泛、投入/ 產(chǎn)出比高、經(jīng)濟效益明顯的優(yōu)勢。地化錄井不僅應(yīng)用于勘探現(xiàn)場，而且應(yīng)用于油氣開發(fā)領(lǐng)域，用于水淹層和剩余油 的評價。在我國一些大油田，已開展了包括巖石熱解分析、定量熒光分析、巖石孔隙分析、巖 樣光譜分析、熱解-氣相色譜分析等項目的分析研究工作。原有的熱解綜合評價儀自動化程度不夠完善，通常不具備流量系統(tǒng)的自動檢測與 控制功能，故障自診斷功能也不夠完善。氮氣、氫氣、空氣的波動會對檢測信號產(chǎn)生影響從 而影響分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，增加流量檢測與控制以保證檢測信號的準(zhǔn)確性及儀器的穩(wěn)定 性。另外，在分析過程中，如果故障不被及時發(fā)現(xiàn)將嚴(yán)重影響分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，最終導(dǎo)致對 油氣層的解釋評價的符合率降低。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對原有的熱解綜合評價儀自動 化程度不夠完善，通常不具備流量系統(tǒng)的自動檢測與控制功能，故障自診斷功能不夠完善 的難題，提供一種新的技術(shù)方案，在原有技術(shù)的基礎(chǔ)上利用新的檢測元件實現(xiàn)對流量的自 動控制，通過電路和芯片程序的開發(fā)實現(xiàn)了流量、溫度、采集信號等環(huán)節(jié)的自動監(jiān)控實現(xiàn)故 障報警，新的技術(shù)方案包括氮氣、氫氣、空氣的質(zhì)量流量控制模塊通過串行高精度AD、DA轉(zhuǎn) 換芯片對流量數(shù)據(jù)進行設(shè)定、檢測，由流量控制單元自行完成控制；溫度檢測與控制由SPI 串行高精度AD、DA轉(zhuǎn)換芯片配合程序芯片內(nèi)的控制算法程序完成溫度控制；電壓調(diào)節(jié)使用 線性的全隔離交流調(diào)壓模塊實現(xiàn)輸出電壓的線性調(diào)節(jié)；I/O動作在電路中進行了隔離，實 現(xiàn)各種儀器動作信號輸出；程序存儲芯片還具備接收上位PC機指令的功能。本實用新型是通過這樣的技術(shù)方案實現(xiàn)的一種熱解綜合評價儀，包括CPU電路、 溫控系統(tǒng)和流量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述CPU電路，分別連接溫控系統(tǒng)和流量控制系 統(tǒng)；所述溫控系統(tǒng)包括與CPU電路連接的A/D轉(zhuǎn)換電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、一體化調(diào)壓模塊、 加熱體、進樣單元和熱電偶調(diào)整與數(shù)字轉(zhuǎn)換電路；所述溫控系統(tǒng)的進樣單元包括熱解爐熱 電偶Tl、檢測器(保溫塊)熱電偶T2、進樣桿熱電偶T3和熱電偶信號調(diào)理與數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，熱解爐熱電偶Tl、檢測器(保溫塊)熱電偶T2、進樣桿熱電偶T3連接熱電偶信號調(diào)理與數(shù) 字轉(zhuǎn)換電路，經(jīng)熱電偶信號調(diào)理與數(shù)字轉(zhuǎn)換電路連接CPU電路；FID( flame ionization detector火焰離子化檢測儀)依次連接微電流放大器、A/D轉(zhuǎn)換電路，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路連 接CPU ；FID離子信號的模擬信號經(jīng)微電流放大器放大，再經(jīng)信號調(diào)理與A/D轉(zhuǎn)換電路送至 CPU ；CPU電路通過通信接口與上位PC機通訊；CPU電路連接由高集成度的D/A轉(zhuǎn)換芯片組 成D/A輸出電路，該芯片為SPI串行輸入、電壓輸出的DAC，一只芯片可帶4路輸出；所述D/ A輸出電路控制與熱解爐調(diào)壓模塊、檢測器調(diào)壓模塊和進樣桿調(diào)壓模塊連接CPU電路的I/O 端口連接中間繼電器，通過中間繼電器控制電控負(fù)載；CPU電路通過A/D輸入和D/A輸出端 口與流量控制系統(tǒng)；所述流量控制系統(tǒng)包括三路氣體的控制，三路氣體為氮氣、氫氣、空氣。本實用新型在原有技術(shù)的基礎(chǔ)上利用新的檢測元件實現(xiàn)對流量的自動控制，通過 電路和芯片程序的開發(fā)實現(xiàn)了流量、溫度、采集信號等環(huán)節(jié)的自動監(jiān)控實現(xiàn)故障報警。本實 用新型的優(yōu)點是，采用先進的技術(shù)和材料，增加了結(jié)構(gòu)部件的精度、電路系統(tǒng)集成化程度、 自動監(jiān)控與報警功能，提高系統(tǒng)的控制精度和穩(wěn)定性，可靠性高，分析精度高，安裝維護容 易ο

圖1、熱解綜合評價儀電路結(jié)構(gòu)圖；圖2、溫控系統(tǒng)框圖；圖3、流量系統(tǒng)框圖；圖4、CPU工作流程圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本實用新型實施方式進行詳細(xì)說明。如圖1至圖3所示，熱解綜合評價儀電路中包括一個含有存儲控制儀器運行的控 制程序的CPU，CPU外圍電路包括由串行A/D轉(zhuǎn)換器組成的A/D轉(zhuǎn)換電路，F(xiàn)ID微電流放大 器與之信號輸入端連接；FID離子信號的模擬信號井微電流放大器放大再經(jīng)信號調(diào)理與A/D轉(zhuǎn)換送至 CPU ；熱解爐溫度Tl、檢測器(保溫塊)溫度T2、進樣桿溫度T3由熱電偶信號調(diào)理與數(shù)字 轉(zhuǎn)換電路采集、處理轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號經(jīng)控制邏輯接口送至CPU ；CPU根據(jù)預(yù)置程序?qū)π盘栠M行處理、完成系統(tǒng)控制、與上位PC機通訊。由高集成度的D/A轉(zhuǎn)換芯片組成D/A輸出電路，該芯片為SPI串行輸入、電壓輸出 的DAC，一只芯片可帶4路輸出；溫度控制系統(tǒng)包括CPU控制的PID運算電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、一體化調(diào)壓模塊、加 熱體、熱電偶調(diào)整與數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，D/A轉(zhuǎn)換電路與調(diào)壓模塊連接，存儲程序的單片機通過 PID運算電路、D/A轉(zhuǎn)換電路和調(diào)壓模塊控制加熱爐絲的溫度，熱電偶采集加熱體溫度，通 過熱電偶調(diào)整與數(shù)字轉(zhuǎn)換電路負(fù)反饋給CPU，進行溫度調(diào)節(jié)。溫度檢測電路由單片K型熱電偶放大與數(shù)字轉(zhuǎn)換器，完成熱電偶信號的檢測調(diào) 理與數(shù)字轉(zhuǎn)換。該器件是一復(fù)雜的單片熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部具有信號調(diào)節(jié)放大器、模擬/數(shù)字化熱電偶轉(zhuǎn)換器、冷端補償傳感和校正、數(shù)字控制器、1個SPI兼容接口和1個相關(guān)的 邏輯控制。采用該芯片來完成熱電偶的信號放大、冷端補償、線性化及數(shù)字化輸出功能，大 大簡化了熱電偶在嵌入式領(lǐng)域的應(yīng)用設(shè)計。流量控制系統(tǒng)包括三路氣體的控制氮氣、氫氣、空氣。包括穩(wěn)壓閥、壓力表、質(zhì)量流量控制計，質(zhì)量流量控制計將檢測信號傳遞給CPU，再 通過串口通訊傳遞給上位PC，進行流量顯示，操作者依據(jù)上位PC顯示，根據(jù)實際需要進行 氣體流量的調(diào)節(jié)，通過CPU向質(zhì)量流量控制計發(fā)送控制信號從而控制三路氣體的流量，輸 出穩(wěn)定流量的氣體。其中空氣氣路壓力表后接五通，一路為空氣質(zhì)量流量控制計輸入，另四 路分別接進樣桿氣缸五通閥、密封塊氣缸五通閥、冷吹1三通閥、冷吹2三通閥。存儲程序的單片機還接受上位PC機指令控制進行運作使各功能板實現(xiàn)功能如 下輸入-主機板包括輸入模擬信號調(diào)理和A/D轉(zhuǎn)換；熱電偶信號調(diào)理與數(shù)字轉(zhuǎn)換； CPU、系統(tǒng)控制、通訊功能；D/A轉(zhuǎn)換與溫度控制。開關(guān)量輸入輸出板包括1/0接口 ；開關(guān)量信號的輸出。熱解綜合評價儀CPU工作流程如圖4所示，根據(jù)已知的和測得的技術(shù)參數(shù)進行程 序的編制，顯示的是軟件控制儀器CPU工作的一個程序，按此程序過程，自動得控制熱解綜 合評價儀運行。本實用新型實施例已被闡明，由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員依據(jù)專業(yè)知識可再現(xiàn)。
權(quán)利要求1. 一種熱解綜合評價儀，包括CPU電路、溫控系統(tǒng)和流量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述 CPU電路，分別連接溫控系統(tǒng)和流量控制系統(tǒng)；所述溫控系統(tǒng)包括與CPU電路連接的A/D轉(zhuǎn) 換電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、一體化調(diào)壓模塊、加熱體、進樣單元和熱電偶調(diào)整與數(shù)字轉(zhuǎn)換電路； 所述溫控系統(tǒng)的進樣單元包括熱解爐熱電偶Tl、檢測器熱電偶T2、進樣桿熱電偶T3和熱電 偶信號調(diào)理與數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，熱解爐熱電偶Tl、檢測器熱電偶T2、進樣桿熱電偶T3連接熱 電偶信號調(diào)理與數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，經(jīng)熱電偶信號調(diào)理與數(shù)字轉(zhuǎn)換電路連接CPU電路；FID依次連接微電流放大器、A/D轉(zhuǎn)換電路，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路連接CPU ；CPU電路通過通 信接口與上位PC機通訊；CPU電路連接由高集成度的D/A轉(zhuǎn)換芯片組成D/A輸出電路，該芯 片為SPI串行輸入、電壓輸出的DAC，一只芯片可帶4路輸出；所述D/A輸出電路與熱解爐 調(diào)壓模塊、檢測器調(diào)壓模塊和進樣桿調(diào)壓模塊連接；CPU電路的I/O端口連接中間繼電器， 通過中間繼電器控制電控負(fù)載；CPU電路通過A/D輸入和D/A輸出端口與流量控制系統(tǒng)；所 述流量控制系統(tǒng)包括三路氣體的控制，三路氣體為氮氣、氫氣、空氣。
專利摘要本實用新型涉及一種熱解綜合評價儀，包括CPU電路、溫控系統(tǒng)和流量控制系統(tǒng)，所述CPU電路分別連接溫控系統(tǒng)和流量控制系統(tǒng)；利用新的檢測元件實現(xiàn)對流量的自動控制，通過電路和芯片程序的開發(fā)實現(xiàn)了流量、溫度、采集信號等環(huán)節(jié)的自動監(jiān)控實現(xiàn)故障報警，其優(yōu)點是，采用先進的技術(shù)和材料，增加了結(jié)構(gòu)部件的精度、電路系統(tǒng)集成化程度、自動監(jiān)控與報警功能，提高系統(tǒng)的控制精度和穩(wěn)定性，可靠性高，分析精度高，安裝維護容易。
文檔編號G01V1/40GK201926765SQ201020674718
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者單德青, 吳桐, 徐森, 李娟 , 李棟巍, 楊濤, 董靈彥 申請人:天津陸海石油設(shè)備系統(tǒng)工程有限責(zé)任公司