本實(shí)用新型涉及海洋石油工程技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，特別涉及一種深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置。

背景技術(shù)：

在海洋石油工程領(lǐng)域中，立管系統(tǒng)是連接水面浮式置和位于海床的海底設(shè)備(如井口、PLEM、總管)的導(dǎo)管。相關(guān)技術(shù)中的立管系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般依據(jù)行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，這種立管系統(tǒng)，可能會(huì)存在假設(shè)的環(huán)境載荷和實(shí)際有差異的缺點(diǎn)。另外，受到立管計(jì)算分析模型的局限性的影響，立管損傷可能具有不確定性，并且立管實(shí)際安裝與分析模型也可能存在偏差，僅通過(guò)前期設(shè)計(jì)不可能準(zhǔn)確反映出作用在立管上的真實(shí)載荷和實(shí)際應(yīng)力。盡管在立管系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初，采用提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)或加大安全系數(shù)等手段解決立管強(qiáng)度問(wèn)題，但立管破壞或失效事故仍時(shí)有發(fā)生。當(dāng)在立管系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，將危及整個(gè)海洋石油工程的安全。另外，立管系統(tǒng)在深海工作時(shí)，僅能依賴配備的電池組，因此怎樣降低整個(gè)裝置的能耗顯得尤為關(guān)鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問(wèn)題之一。有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置，該裝置通過(guò)將數(shù)據(jù)暫時(shí)存入暫存器，降低了整個(gè)裝置的工作功耗。

本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了一種深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置，包括：數(shù)據(jù)采集組件、運(yùn)動(dòng)處理器、采用FAT文件系統(tǒng)的微控制器、計(jì)時(shí)器、暫存器、存儲(chǔ)器、輸出接口和供電組件，所述數(shù)據(jù)采集組件包括適于與深水立管運(yùn)動(dòng)特性匹配的三軸加速度傳感器和三軸角速度傳感器；所述運(yùn)動(dòng)處理器的輸入端分別與所述三軸加速度傳感器和所述三軸角速度傳感器連接，以接收所述三軸加速度傳感器和所述三軸角速度傳感器接收到的對(duì)所述立管的監(jiān)測(cè)信息；所述微控制器與所述運(yùn)動(dòng)處理器的輸出端連接，用于接收所述運(yùn)動(dòng)處理器處理后的所述立管的狀態(tài)信息；所述計(jì)時(shí)器包括有源晶振和實(shí)時(shí)時(shí)鐘，所述有源晶振和所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘分別與所述微控制器連接；所述暫存器的輸入端與所述微控制器相連，所述暫存器的輸出端與所述存儲(chǔ)器相連；所述存儲(chǔ)器通過(guò)所述暫存器與所述微控制器連接，以存儲(chǔ)所述微控制器處理后立管的狀態(tài)信息；，所述輸出接口與所述微控制器連接；所述供電組件分別與所述微控制器和所述存儲(chǔ)器連接。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的一種深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置，所述微控制器處理后的信息可以暫時(shí)存入所述暫存器，并通過(guò)所述暫存器暫時(shí)存儲(chǔ)，因所述暫存器的能耗較小，從而極大地降低了整個(gè)深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置的工作功耗，同時(shí)，通過(guò)設(shè)置所述暫存器，在保證數(shù)據(jù)完整存儲(chǔ)的同時(shí)，可以降低所述存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)次數(shù)和操作時(shí)間，可以進(jìn)一步地降低能耗，減輕了所述電池組的供電壓力，提高了所述電池組的工作時(shí)間，降低了整個(gè)裝置的更換維護(hù)費(fèi)。

另外，根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例的一種深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置，還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述暫存器為鐵電存儲(chǔ)器，所述鐵電存儲(chǔ)器寫(xiě)入速度快，在擦除時(shí)不需要高壓，降低了工作功耗。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述暫存器為多個(gè)。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述一種深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置，進(jìn)一步包括用于對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行調(diào)理和濾波的信號(hào)處理器，所述信號(hào)處理器與所述供電組件連接，所述微控制器進(jìn)一步包括一輸入端口，所述信號(hào)處理器的輸出端與所述輸入端口連接，所述信號(hào)處理器用于降低所述一種深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置的噪聲，提高測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述一種深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置，進(jìn)一步包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述信號(hào)處理器的輸出端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述輸入端口連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述數(shù)據(jù)采集組件進(jìn)一步包括溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述微控制器連接，將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述一種深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置的運(yùn)行溫度，當(dāng)溫度超過(guò)限值時(shí)，將對(duì)所述數(shù)據(jù)采集組件對(duì)所述立管的監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行溫度修正。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述計(jì)時(shí)器進(jìn)一步包括時(shí)鐘備份電源，所述時(shí)鐘備份電源與所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘連接，所述計(jì)時(shí)器用于提供所述深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置運(yùn)行時(shí)的準(zhǔn)確時(shí)間。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述存儲(chǔ)器為固定存儲(chǔ)器或可移動(dòng)存儲(chǔ)器，所述固定存儲(chǔ)器是所述微控制器中的記憶設(shè)備，所述固定存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)所述微控制器處理后立管的狀態(tài)信息。所述可移動(dòng)存儲(chǔ)器在不同終端間移動(dòng)的存儲(chǔ)設(shè)備，便與存儲(chǔ)所述微控制器處理后立管的狀態(tài)信息。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述供電組件包括帶有引出端的電池組以及與所述電池組連接的電源控制器，所述電源控制器與所述微控制器和所述存儲(chǔ)器分別連接，所述供電組件用于為所述一種深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置供電。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的一種深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

如圖1所示，一種深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置100包括數(shù)據(jù)采集組件 10、運(yùn)動(dòng)處理器20、采用FAT文件系統(tǒng)的微控制器30、計(jì)時(shí)器40、暫存器50、存儲(chǔ)器51、輸出接口60和供電組件70。

具體而言，數(shù)據(jù)采集組件10包括適于與深水立管運(yùn)動(dòng)特性匹配的三軸加速度傳感器11和三軸角速度傳感器12。三軸加速度傳感器11和三軸角速度傳感器12用于對(duì)深水立管的狀態(tài)信息進(jìn)行采集。運(yùn)動(dòng)處理器20的輸入端分別與三軸加速度傳感器11和三軸角速度傳感器12連接，以接收三軸加速度傳感器11和三軸角速度傳感器12采集到的對(duì)立管的檢測(cè)信息。

微控制器30與運(yùn)動(dòng)處理器20的輸出端連接，用于接收運(yùn)動(dòng)處理器20的處理后的立管的狀態(tài)信息，并對(duì)接收到的立管的狀態(tài)信息進(jìn)行處理。計(jì)時(shí)器 40包括有源晶振41和實(shí)時(shí)時(shí)鐘42，有源晶振41和實(shí)時(shí)時(shí)鐘42分別與微控制器30連接。暫存器50的輸入端與微控制器30相連，暫存器50的輸出端與存儲(chǔ)器51相連。存儲(chǔ)器51通過(guò)暫存器50與微控制器30連接，以存儲(chǔ)微控制器 30處理后立管的狀態(tài)信息。輸出接口60與微控制器30連接。供電組件70分別與微控制器30和存儲(chǔ)器51連接。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的一種深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置100，微控制器30處理后的信息可以暫時(shí)存入暫存器50，并通過(guò)暫存器50暫時(shí)存儲(chǔ)，因暫存器50的能耗較小，從而極大地降低了整個(gè)深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置100的工作功耗，同時(shí)，通過(guò)設(shè)置暫存器50，在保證數(shù)據(jù)完整存儲(chǔ)的同時(shí)，可以降低存儲(chǔ)器51的讀寫(xiě)次數(shù)和操作時(shí)間，可以進(jìn)一步地降低能耗，減輕了電池組71的供電壓力，提高了電池組71的工作時(shí)間，降低了整個(gè)裝置的更換維護(hù)費(fèi)。

如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，暫存器50為鐵電存儲(chǔ)器，鐵電存儲(chǔ)器寫(xiě)入速度快，在擦除時(shí)不需要高壓，降低了工作功耗。進(jìn)一步地，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，暫存器50為多個(gè)。由此，可以擴(kuò)展暫存器50 存儲(chǔ)的容量。

如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，一種深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置100進(jìn)一步包括用于對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行調(diào)理和濾波的信號(hào)處理器80，信號(hào)處理器80與供電組件70連接，微控制器30進(jìn)一步包括一輸入端口(未示出)，信號(hào)處理器80的輸出端與輸入端口連接，信號(hào)處理器80用于降低一種深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置100的噪聲，提高測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性。

如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，一種深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置100進(jìn)一步包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器90，信號(hào)處理器80的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器 90的輸入端連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器90的輸出端與輸入端口連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器90 用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，以便于微控制器30處理。

如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，數(shù)據(jù)采集組件10進(jìn)一步包括溫度傳感器13，溫度傳感器13與微控制器30連接，因溫度對(duì)三軸加速度傳感器11和三軸角速度傳感器12的檢測(cè)結(jié)果有一定的影響，由此，溫度傳感器13可以對(duì)深水立管所處的環(huán)境溫度進(jìn)行檢測(cè)，微控制器30可以根據(jù)溫度傳感器13檢測(cè)到的溫度對(duì)三軸加速度傳感器11和三軸角速度傳感器12檢測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行修整。

如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，計(jì)時(shí)器40進(jìn)一步包括時(shí)鐘備份電源43，時(shí)鐘備份電源43與實(shí)時(shí)時(shí)鐘42連接，計(jì)時(shí)器40用于提供一種深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置100運(yùn)行時(shí)的準(zhǔn)確時(shí)間。

如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，存儲(chǔ)器51為固定存儲(chǔ)器，固定存儲(chǔ)器是微控制器30中的記憶設(shè)備，固定存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)微控制器30 處理后立管的狀態(tài)信息?？梢岳斫獾氖牵鎯?chǔ)器51也不限定為固定存儲(chǔ)器，例如，根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例，存儲(chǔ)器51為可移動(dòng)存儲(chǔ)器，可移動(dòng)存儲(chǔ)器在不同終端間移動(dòng)的存儲(chǔ)設(shè)備，便于存儲(chǔ)微控制器30處理后的立管的狀態(tài)信息。

如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，輸出接口60包括異步傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口62，異步傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口62通過(guò)異步收發(fā)傳輸器61與微控制器30連接，異步傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口62用于一種深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置100調(diào)試和外部通信模塊的數(shù)據(jù)傳輸。

如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，輸出接口60還包括USB接口64，USB接口64接口通過(guò)異步收發(fā)傳輸器63與微控制器30連接，USB接口64用于下載存儲(chǔ)器51的數(shù)據(jù)。

如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，供電組件70包括帶有引出端的73的電池組71以及與電池組71連接的電源控制器72，電源控制器72 與微控制器30和存儲(chǔ)器51分別連接，異步傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口61用于為一種深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置100供電。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的一種深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置100，還可以包括一個(gè)看門狗系統(tǒng)(未示出)，用于同時(shí)給微處理器30產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，一種深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置100，還可以包括一個(gè)編碼器(未示出)，編碼器用于設(shè)計(jì)一種深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置100的ID編碼。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，一種深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置100，采用數(shù)模隔離供電，保證了信號(hào)處理器80的精度和穩(wěn)定性，提高了測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置100，存儲(chǔ)于微控制器30中的FAT文件系統(tǒng)，支持大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，電源控制器72包括電源轉(zhuǎn)換電路，電源轉(zhuǎn)換電路用于轉(zhuǎn)換不同電壓，帶來(lái)便利，節(jié)省資金，減少能源的浪費(fèi)。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，電源控制器72包括電源保護(hù)電路，電源保護(hù)電路在電源發(fā)生過(guò)壓、欠壓、缺相、錯(cuò)相時(shí)，起到報(bào)警和保護(hù)作用。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，電源控制器72包括電源管理電路，電源管理電路用于降低異步傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口61閑置時(shí)的能耗，使用壽命更長(zhǎng)。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，電源控制器72使用電池組71供電。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，電源控制器72還使用電池組71通過(guò)端口73接入外部電源。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，一種深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置100的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法，包括以下步驟：

S1：微控制器30接收并處理運(yùn)動(dòng)處理器20處理后的立管的狀態(tài)信息；

S2：微控制器30對(duì)暫存器50的內(nèi)存進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)暫存器50內(nèi)的內(nèi)存達(dá)到預(yù)定值時(shí)，微控制器30下達(dá)指令，將暫存器50存儲(chǔ)的信息全部寫(xiě)入存儲(chǔ)器 51中，并擦除暫存器50上的信息；

S3：當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)定時(shí)間時(shí)，微控制器30下達(dá)指令，將暫存器50存儲(chǔ)的信息全部寫(xiě)入存儲(chǔ)器51中，并擦除暫存器50上的信息。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的一種深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置100的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法，微控制器30處理后的信息可以暫時(shí)存入暫存器50，并通過(guò)暫存器50暫時(shí)存儲(chǔ)，因暫存器50的能耗較小，從而極大地降低了整個(gè)深水立管一體式數(shù)據(jù)采集裝置100的工作功耗，同時(shí)，通過(guò)設(shè)置暫存器50，在保證數(shù)據(jù)完整存儲(chǔ)的同時(shí)，可以降低存儲(chǔ)器51的讀寫(xiě)次數(shù)和操作時(shí)間，可以進(jìn)一步地降低能耗，減輕了電池組71的供電壓力，提高了電池組71的工作時(shí)間，降低了整個(gè)裝置的更換維護(hù)費(fèi)。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。