一種隨鉆測(cè)量?jī)x與上位機(jī)之間的通信電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種隨鉆測(cè)量?jī)x與上位機(jī)之間的通信電路包括通信模塊、電源模塊；通信模塊包括TTL電平整形電路、驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路、電平轉(zhuǎn)換電路、上位機(jī)；電源模塊包括電源和電源變換電路；電源模塊與通信模塊中的接TTL電平整形電路、驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路、電平轉(zhuǎn)換電路相連；該隨鉆測(cè)量?jī)x與上位機(jī)之間的通信電路能夠增加信號(hào)的抗干擾能力，減小上位機(jī)讀取的數(shù)據(jù)與隨鉆測(cè)量?jī)x檢測(cè)到的數(shù)據(jù)之間的誤差，有利于鉆井工作人員做出正確的分析和決策。
【專利說明】
一種隨鉆測(cè)量?jī)x與上位機(jī)之間的通信電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于鉆井通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種隨鉆測(cè)量?jī)x與上位機(jī)之間的通信電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油天然氣開采過程中，隨鉆測(cè)量?jī)x的作用是將采集到的井斜、方位、溫度、壓力等信息傳送到上位機(jī)進(jìn)行顯示，供地面工作人員做出準(zhǔn)確的判斷和操作；隨鉆測(cè)量?jī)x與上位機(jī)通信時(shí)經(jīng)常由串口進(jìn)行信息交互，串口通信在高溫、振動(dòng)等井下惡劣條件下的抗干擾能力差，且數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤率較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種隨鉆測(cè)量?jī)x和上位機(jī)之間的通信電路。
[0004]為此，本發(fā)明技術(shù)方案如下:
[0005]—種隨鉆測(cè)量?jī)x與上位機(jī)之間的通信電路包括通信模塊、電源模塊；
[0006]通信模塊包括TTL電平整形電路、驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路、電平轉(zhuǎn)換電路;其中TTL電平整形電路一端接隨鉆測(cè)量?jī)x的TTL電平輸出端口，TTL電平整形電路另一端接電平轉(zhuǎn)換電路；電平轉(zhuǎn)換電路接上位機(jī);驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路一端接隨鉆測(cè)量?jī)x的TTL電平輸入端口，驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路另一端接電平轉(zhuǎn)換電路;電平轉(zhuǎn)換電路與上位機(jī)之間進(jìn)行雙向通信；
[0007]電源模塊包括電源和電源變換電路；電源接電源變換電路；電源變換電路接TTL電平整形電路、驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路、電平轉(zhuǎn)換電路；
[0008]所述的TTL電平整形電路包括第三二極管D3、第四二極管D4、第四電阻R4、第五電阻R5、第五電容C5、第一反相器U2A;第三二極管D3的陽(yáng)極與隨鉆測(cè)量?jī)x的TTL電平輸出端口相連，第三二極管D3的陰極接第一反相器U2A的輸入端;第五電容C5、第四電阻R4、第五電阻R5依次串聯(lián)在+5V電壓與參考地之間；第一反相器U2A的輸入端接在第四電阻R4和第五電阻R5之間；第四二極管D4并聯(lián)在第五電容C5和第四電阻R4串聯(lián)電路的兩端，且第四二極管D4的陰極接+5V電壓。
[0009]所述的電平轉(zhuǎn)換電路包括電平轉(zhuǎn)換芯片U3;電平轉(zhuǎn)換芯片U3的VCC引腳接電源模塊；電平轉(zhuǎn)換芯片U3的Tl IN引腳接TTL電平整形電路中第一反相器U2A的輸出端；電平轉(zhuǎn)換芯片U3的TlOUT引腳與RlIN引腳均接上位機(jī)的RS232端口；電平轉(zhuǎn)換芯片U3的RlOUT引腳接驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路中第三反相器U2C的輸入端。
[0010]所述的驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路包括第二反相器U2B、第三反相器U2C、第四反相器U2D、第五二極管D5、第六二極管D6;第二反相器U2B、第四反相器U2D并聯(lián)在第三反相器U2C的兩端;第五二極管D5的陰極接+5V電壓，第五二極管D5的陽(yáng)極同時(shí)接第六二極管D6的陰極和第三反相器U2C的輸出端，第六二極管D6的陽(yáng)極接參考地;第三反相器U2C的輸入端接電平轉(zhuǎn)換電路中電平轉(zhuǎn)換芯片U3的RlOUT引腳，第三反相器U2C的輸出端接隨鉆測(cè)量?jī)x的TTL電平輸入端口。[0011 ]所述的電源變換電路包括電源變換芯片Ul、第一電阻Rl、第二電阻R2、第三電阻R3、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第一二極管D1、第二二極管D2、電感LI;第一電容Cl的一端接電源變換芯片Ul的VOUT引腳，第一電容Cl的另一端接參考地;第二電容C2、第三電容C3均并聯(lián)在第一電容Cl的兩端；第四電容C4 一端接電源變換芯片Ul的SHDN引腳，第四電容C4的另一端接參考地;第三電阻R3接在電源變換芯片Ul的GND引腳和LBl引腳之間；第二電阻R2接在電源變換芯片Ul的LBl引腳與V+引腳之間；第一二極管Dl的陽(yáng)極接電源變換芯片Ul的LBO引腳，第一二極管Dl的陰極接第一電阻Rl的一端;第一電阻Rl的另一端接電源變換芯片Ul的V+引腳；電感LI一端接電源變換芯片Ul的VOUT引腳，電感LI的另一端接第二二極管D2的陰極，第二二極管D2的陽(yáng)極接地；電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的SHDN引腳與V+引腳相連;電源變換芯片Ul的SHDN弓丨腳接電源。
[0012]所述的電源變換電路的輸出電壓為+5V直流電壓，且所述的電源變換芯片Ul采用MAX639芯片。
[0013]所述的電平轉(zhuǎn)換芯片U3采用MAX233芯片。
[0014]所述的第二反相器U2B、第三反相器U2C、第四反相器U2D均采用MC74HC17芯片。
[0015]所述的第一反相器U2A采用MC74HC17芯片。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，該隨鉆測(cè)量?jī)x與上位機(jī)之間的通信電路能夠增加信號(hào)的抗干擾能力，減小上位機(jī)讀取的數(shù)據(jù)與隨鉆測(cè)量?jī)x檢測(cè)到的數(shù)據(jù)之間的誤差，有利于鉆井工作人員做出正確的分析和決策。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明提供的隨鉆測(cè)量?jī)x與上位機(jī)之間的通信電路的結(jié)構(gòu)框圖。
[0018]圖2為電源變換電路的電路圖。
[0019]圖3為電平轉(zhuǎn)換電路的電路圖。
[0020]圖4為TTL電平整形電路的電路圖。
[0021]圖5為驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，但下述實(shí)施例絕非對(duì)本發(fā)明有任何限制。
[0023]如圖1-5所示，該隨鉆測(cè)量?jī)x與上位機(jī)之間的通信電路包括通信模塊1、電源模塊2；
[0024]通信模塊I包括TTL電平整形電路101、驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路102、電平轉(zhuǎn)換電路103;其中TTL電平整形電路101—端接隨鉆測(cè)量?jī)x的TTL電平輸出端口，TTL電平整形電路101另一端接電平轉(zhuǎn)換電路103;電平轉(zhuǎn)換電路103接上位機(jī)104;驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路102—端接隨鉆測(cè)量?jī)x的TTL電平輸入端口，驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路102另一端接電平轉(zhuǎn)換電路103;電平轉(zhuǎn)換電路103與上位機(jī)104之間進(jìn)行雙向通{目；
[0025]電源模塊2包括電源201和電源變換電路202;電源201接電源變換電路202;電源變換電路202接TTL電平整形電路101、驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路102、電平轉(zhuǎn)換電路103;
[0026]所述的TTL電平整形電路101包括第三二極管D3、第四二極管D4、第四電阻R4、第五電阻R5、第五電容C5、第一反相器U2A;第三二極管D3的陽(yáng)極與隨鉆測(cè)量?jī)x的TTL電平輸出端口相連，第三二極管D3的陰極接第一反相器U2A的輸入端;第五電容C5、第四電阻R4、第五電阻R5依次串聯(lián)在+5V電壓與參考地之間；第一反相器U2A的輸入端接在第四電阻R4和第五電阻R5之間；第四二極管D4并聯(lián)在第五電容C5和第四電阻R4串聯(lián)電路的兩端，且第四二極管D4的陰極接+5V電壓。
[0027]所述的電平轉(zhuǎn)換電路103包括電平轉(zhuǎn)換芯片U3;電平轉(zhuǎn)換芯片U3的VCC引腳接電源模塊2;電平轉(zhuǎn)換芯片U3的TlIN引腳接TTL電平整形電路101中第一反相器U2A的輸出端；電平轉(zhuǎn)換芯片U3的TlOUT引腳與RlIN引腳均接上位機(jī)104的RS232端口；電平轉(zhuǎn)換芯片U3的RlOUT引腳接驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路102中第三反相器U2C的輸入端。
[0028]所述的驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路102包括第二反相器U2B、第三反相器U2C、第四反相器U2D、第五二極管D5、第六二極管D6;第二反相器U2B、第四反相器U2D并聯(lián)在第三反相器U2C的兩端；第五二極管D5的陰極接+5V電壓，第五二極管D5的陽(yáng)極同時(shí)接第六二極管D6的陰極和第三反相器U2C的輸出端，第六二極管D6的陽(yáng)極接參考地;第三反相器U2C的輸入端接電平轉(zhuǎn)換電路103中電平轉(zhuǎn)換芯片U3的RlOUT引腳，第三反相器U2C的輸出端接隨鉆測(cè)量?jī)x的TTL電平輸入端口。
[0029]所述的電源變換電路202包括電源變換芯片Ul、第一電阻Rl、第二電阻R2、第三電阻R3、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第一二極管D1、第二二極管D2、電感LI;第一電容Cl的一端接電源變換芯片Ul的VOUT引腳，第一電容Cl的另一端接參考地;第二電容C2、第三電容C3均并聯(lián)在第一電容Cl的兩端;第四電容C4 一端接電源變換芯片Ul的SHDN引腳，第四電容C4的另一端接參考地;第三電阻R3接在電源變換芯片Ul的GND引腳和LBl引腳之間；第二電阻R2接在電源變換芯片Ul的LBl引腳與V+引腳之間；第一二極管Dl的陽(yáng)極接電源變換芯片Ul的LBO引腳，第一二極管Dl的陰極接第一電阻Rl的一端;第一電阻Rl的另一端接電源變換芯片Ul的V+引腳；電感LI一端接電源變換芯片Ul的VOUT引腳，電感LI的另一端接第二二極管D2的陰極，第二二極管D2的陽(yáng)極接地；電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的SHDN引腳與V+引腳相連;電源變換芯片Ul的SHDN引腳接電源201。
[0030]所述的電源變換電路202的輸出電壓為+5V直流電壓，且所述的電源變換芯片Ul采用MAX639芯片。
[0031]所述的電平轉(zhuǎn)換芯片U3采用MAX233芯片。
[0032]所述的第二反相器U2B、第三反相器U2C、第四反相器U2D均采用MC74HC17芯片。
[0033]所述的第一反相器U2A采用MC74HC17芯片。
[0034]本發(fā)明提供的隨鉆測(cè)量?jī)x與上位機(jī)之間的通信電路的工作方式如下:
[0035]隨鉆測(cè)量?jī)x將檢測(cè)到的信號(hào)轉(zhuǎn)化為TTL電平信號(hào)，并將TTL電平信號(hào)通過它自身的TTL電平輸出端口傳送到TTL電平整形電路101中，第五電容05對(duì)1'1電平信號(hào)進(jìn)行濾波處理，在第四電阻R4、第五電阻R5的作用下，TTL電平信號(hào)強(qiáng)度增加，然后經(jīng)第三二極管D3和第一反相器U2A整形，最后將濾波整形后的信號(hào)傳送到電平轉(zhuǎn)換電路103中，電平轉(zhuǎn)換電路103將TTL電平轉(zhuǎn)化為RS232電平，并經(jīng)上位機(jī)104的RS232端口傳送到上位機(jī)104進(jìn)行顯示，此時(shí)鉆井工作人員對(duì)上位機(jī)104顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并做出決策;上位機(jī)104收到隨鉆測(cè)量?jī)x發(fā)送的信號(hào)后，對(duì)隨鉆測(cè)量?jī)x進(jìn)行應(yīng)答，應(yīng)答信號(hào)采用RS232電平，應(yīng)答信號(hào)通過上位機(jī)104的RS232端口傳送到電平轉(zhuǎn)換電路103中，電平轉(zhuǎn)換電路103將RS232電平信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)門TL電平信號(hào)，并傳送到驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路102中，驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路102采用第二反相器U2B、第三反相器U2C、第四反相器U2D并聯(lián)的方式提高TTL電平攜帶負(fù)載的能力，并由第五二極管D5和第六二極管D6將輸出的TTL電平值限定在合理的范圍內(nèi)；驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路102輸出的TTL電平信號(hào)通過隨鉆測(cè)量?jī)x的TTL電平輸入端口傳送到隨鉆測(cè)量?jī)x，從而實(shí)現(xiàn)隨鉆測(cè)量?jī)x與上位機(jī)104之間的串口通信;在整個(gè)通信過程中，電源模塊2為TTL電平整形電路101、電平轉(zhuǎn)換電路103、驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路102中的芯片提供電能支持。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種隨鉆測(cè)量?jī)x與上位機(jī)之間的通信電路，其特征在于，所述的隨鉆測(cè)量?jī)x與上位機(jī)之間的通信電路包括通信模塊(I)、電源模塊(2); 通信模塊(I)包括TTL電平整形電路(101)、驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路(102)、電平轉(zhuǎn)換電路(103);其中TTL電平整形電路(101)—端接隨鉆測(cè)量?jī)x的TTL電平輸出端口，TTL電平整形電路(101)另一端接電平轉(zhuǎn)換電路(103);電平轉(zhuǎn)換電路(103)接上位機(jī)(104);驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路(102)一端接隨鉆測(cè)量?jī)x的TTL電平輸入端口，驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路(102)另一端接電平轉(zhuǎn)換電路(103);電平轉(zhuǎn)換電路(103)與上位機(jī)(104)之間進(jìn)行雙向通信； 電源模塊(2)包括電源(201)和電源變換電路(202);電源(201)接電源變換電路(202);電源變換電路(202)接TTL電平整形電路(101)、驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路(102)、電平轉(zhuǎn)換電路(103)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆測(cè)量?jī)x與上位機(jī)之間的通信電路，其特征在于，所述的TTL電平整形電路(101)包括第三二極管D3、第四二極管D4、第四電阻R4、第五電阻R5、第五電容C5、第一反相器U2A;第三二極管D3的陽(yáng)極與隨鉆測(cè)量?jī)x的TTL電平輸出端口相連，第三二極管D3的陰極接第一反相器U2A的輸入端;第五電容C5、第四電阻R4、第五電阻R5依次串聯(lián)在+5V電壓與參考地之間；第一反相器U2A的輸入端接在第四電阻R4和第五電阻R5之間；第四二極管D4并聯(lián)在第五電容C5和第四電阻R4串聯(lián)電路的兩端，且第四二極管D4的陰極接+5V電壓。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆測(cè)量?jī)x與上位機(jī)之間的通信電路，其特征在于，所述的電平轉(zhuǎn)換電路(103)包括電平轉(zhuǎn)換芯片U3;電平轉(zhuǎn)換芯片U3的VCC引腳接電源模塊(2);電平轉(zhuǎn)換芯片U3的TlIN引腳接TTL電平整形電路(101)中第一反相器U2A的輸出端；電平轉(zhuǎn)換芯片U3的TlOUT引腳與RlIN引腳均接上位機(jī)(104)的RS232端口；電平轉(zhuǎn)換芯片U3的RlOUT引腳接驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路(102)中第三反相器U2C的輸入端。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆測(cè)量?jī)x與上位機(jī)之間的通信電路，其特征在于，所述的驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)電路(102)包括第二反相器U2B、第三反相器U2C、第四反相器U2D、第五二極管D5、第六二極管D6;第二反相器U2B、第四反相器U2D并聯(lián)在第三反相器U2C的兩端;第五二極管D5的陰極接+5V電壓，第五二極管D5的陽(yáng)極同時(shí)接第六二極管D6的陰極和第三反相器U2C的輸出端，第六二極管D6的陽(yáng)極接參考地;第三反相器U2C的輸入端接電平轉(zhuǎn)換電路(103)中電平轉(zhuǎn)換芯片U3的RlOUT引腳，第三反相器U2C的輸出端接隨鉆測(cè)量?jī)x的TTL電平輸入端口。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆測(cè)量?jī)x與上位機(jī)之間的通信電路，其特征在于，所述的電源變換電路(202)包括電源變換芯片Ul、第一電阻Rl、第二電阻R2、第三電阻R3、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第一二極管Dl、第二二極管D2、電感LI;第一電容Cl的一端接電源變換芯片Ul的VOUT引腳，第一電容Cl的另一端接參考地;第二電容C2、第三電容C3均并聯(lián)在第一電容Cl的兩端；第四電容C4 一端接電源變換芯片Ul的SHDN引腳，第四電容C4的另一端接參考地;第三電阻R3接在電源變換芯片Ul的GND引腳和LBI引腳之間；第二電阻R2接在電源變換芯片Ul的LBl引腳與V+引腳之間腳;第一二極管Dl的陽(yáng)極接電源變換芯片UI的LBO引腳，第一二極管Dl的陰極接第一電阻Rl的一端;第一電阻Rl的另一端接電源變換芯片Ul的V+引腳；電感LI一端接電源變換芯片Ul的VOUT引腳，電感LI的另一端接第二二極管D2的陰極，第二二極管D2的陽(yáng)極接地；電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的SHDN引腳與V+引腳相連；電源變換芯片Ul的SHDN引腳接電源(201)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的隨鉆測(cè)量?jī)x與上位機(jī)之間的通信電路，其特征在于，所述的電源變換電路(202)的輸出電壓為+5V直流電壓，且所述的電源變換芯片Ul采用MAX639芯片。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隨鉆測(cè)量?jī)x與上位機(jī)之間的通信電路，其特征在于，所述的電平轉(zhuǎn)換芯片U3采用MAX233芯片。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的隨鉆測(cè)量?jī)x與上位機(jī)之間的通信電路，其特征在于，所述的第二反相器U2B、第三反相器U2C、第四反相器U2D均采用MC74HC17芯片。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隨鉆測(cè)量?jī)x與上位機(jī)之間的通信電路，所述的第一反相器U2A采用MC74HC17芯片。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK105974843SQ201610446127
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月16日
【發(fā)明人】陳景旺, 李楠, 李紹輝, 李志廣, 王崗, 穴強(qiáng), 蘇士波
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司