石油鉆井可燃?xì)怏w便攜式無線傳感裝置制造方法
【專利摘要】一種石油鉆井可燃?xì)怏w便攜式無線傳感裝置。其包括可燃?xì)怏w傳感器、模擬電路、AD轉(zhuǎn)換電路、控制器、射頻通信電路、升壓電路和蓄電池；其中：可燃?xì)怏w傳感器依次與模擬電路、AD轉(zhuǎn)換電路、控制器、射頻通信電路相連接，升壓電路與可燃?xì)怏w傳感器、模擬電路、AD轉(zhuǎn)換電路、控制器和射頻通信電路相連接；蓄電池與升壓電路相連接。本實(shí)用新型的石油鉆井可燃?xì)怏w便攜式無線傳感裝置是直接采用質(zhì)量輕的6V電池組通過升壓模塊升到要求電壓后供電，這就大大減輕了石油錄井工程作業(yè)中對不同種類的、眾多的感應(yīng)探頭在攜帶、安裝作業(yè)時(shí)的負(fù)擔(dān)。經(jīng)試驗(yàn)，6V電池組僅重約3公斤，能完全滿足探頭的電力需求，大大方便了安裝作業(yè)，是對現(xiàn)有技術(shù)的較大改進(jìn)。
【專利說明】石油鉆井可燃?xì)怏w便攜式無線傳感裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于石油鉆井可燃?xì)怏w檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種石油鉆井可燃?xì)怏w便攜式無線傳感裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]石油工程錄井技術(shù)是油氣勘探開發(fā)活動中最基本的技術(shù)，是發(fā)現(xiàn)油氣藏、評價(jià)油氣藏最及時(shí)、最直接的手段，具有獲取地下信息及時(shí)、多樣、分析解釋快捷的特點(diǎn)。目前，石油工程錄井技術(shù)中利用可燃?xì)怏w傳感器測量井場空氣中的可燃?xì)怏w濃度，探測采集后的電信號采用線纜有線傳輸，由于在鉆井作業(yè)中，操作人員多、采用的機(jī)械裝置也較多，存在著易碰損線纜，造成采集信號中斷的缺陷，易造成鉆井勘測的重大損失。同時(shí)，由于采集的探頭多，信號傳輸線纜不易布線施工，更不宜于移動?，F(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)方式是采用24V電池電源供電，無線傳輸數(shù)據(jù)。這種傳輸方式雖然在一定程度上解決了有線傳輸?shù)谋锥?，但是還存在著如下缺陷:24V電源電池重約十幾公斤，這就增加了對不同種類的、眾多的感應(yīng)探頭在攜帶、安裝作業(yè)時(shí)的負(fù)擔(dān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種石油鉆井可燃?xì)怏w便攜式無線傳感裝置。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的石油鉆井可燃?xì)怏w便攜式無線傳感裝置包括可燃?xì)怏w傳感器、模擬電路、AD轉(zhuǎn)換電路、控制器、射頻通信電路、升壓電路和蓄電池；其中:可燃?xì)怏w傳感器為安裝在鉆井現(xiàn)場的可燃?xì)怏w采集探頭，用于測量井場空氣中的可燃?xì)怏w濃度，其與模擬電路相連接；
[0005]模擬電路為模擬放大器和濾波電路，其與AD轉(zhuǎn)換電路相連接，用于將可燃?xì)怏w傳感器輸出的4-20mA電流信號轉(zhuǎn)換成0-5V模擬電壓信號，并通過濾波電路對模擬電壓信號進(jìn)行整形濾波，然后將模擬電壓信號傳送給AD轉(zhuǎn)換電路；
[0006]AD轉(zhuǎn)換電路為模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路，其與控制器相連接，用于將輸入的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并將數(shù)字信息傳送給控制器；
[0007]控制器為微控制器芯片，其與射頻通信電路相連接，用于通過AD轉(zhuǎn)換電路采集可燃?xì)怏w傳感器所檢測到的井場空氣中的可燃?xì)怏w濃度信息，并通過射頻通信電路將采集的信息發(fā)送給上位控制系統(tǒng)；
[0008]射頻通信電路為射頻無線收發(fā)電路，用于提供控制器與上位控制系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)連接；
[0009]升壓電路為升壓型直流電壓轉(zhuǎn)換器，其與可燃?xì)怏w傳感器、模擬電路、AD轉(zhuǎn)換電路、控制器和射頻通信電路相連接，用于為整個裝置提供工作電源；
[0010]蓄電池由直流可充電電池組成，其與升壓電路相連接。
[0011]所述的模擬電路的模擬放大器采用MCP601運(yùn)算放大器。[0012]所述的AD轉(zhuǎn)換電路采用mcp3201AD轉(zhuǎn)換芯片。
[0013]所述的控制器采用picl6F916單片機(jī)。
[0014]所述的射頻通信電路主要由CCllOO射頻芯片構(gòu)成。
[0015]所述的升壓電路由TPS61170升壓芯片及外圍電路構(gòu)成。
[0016]所述的蓄電池為可充電6V鋰電池。
[0017]本實(shí)用新型提供的石油鉆井可燃?xì)怏w便攜式無線傳感裝置的有益效果是直接采用質(zhì)量輕的6V電池組通過升壓模塊升到要求電壓后供電，這就大大減輕了石油錄井工程作業(yè)中對不同種類的、眾多的感應(yīng)探頭在攜帶、安裝作業(yè)時(shí)的負(fù)擔(dān)。經(jīng)試驗(yàn)，6V電池組僅重約3公斤，能完全滿足探頭的電力需求，大大方便了安裝作業(yè)，是對現(xiàn)有技術(shù)的較大改進(jìn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型提供的石油鉆井可燃?xì)怏w便攜式無線傳感裝置組成示意圖。
[0019]圖2—圖4為本實(shí)用新型提供的石油鉆井可燃?xì)怏w便攜式無線傳感裝置主要部分的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型提供的石油鉆井可燃?xì)怏w便攜式無線傳感裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0021]如圖1所示，本實(shí)用新型提供的石油鉆井可燃?xì)怏w便攜式無線傳感裝置包括:可燃?xì)怏w傳感器1、模擬電路2、AD轉(zhuǎn)換電路3、控制器4、射頻通信電路5、升壓電路6和蓄電池7 ;其中:可燃?xì)怏w傳感器I為安裝在鉆井現(xiàn)場的可燃?xì)怏w采集探頭，用于測量井場空氣中的可燃?xì)怏w濃度，其與模擬電路2相連接；
[0022]模擬電路2為模擬放大器和濾波電路，其與AD轉(zhuǎn)換電路3相連接，用于將可燃?xì)怏w傳感器I輸出的4-20mA電流信號轉(zhuǎn)換成0-5V模擬電壓信號，并通過濾波電路對模擬電壓信號進(jìn)行整形濾波，然后將模擬電壓信號傳送給AD轉(zhuǎn)換電路3 ；
[0023]AD轉(zhuǎn)換電路3為模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路，其與控制器4相連接，用于將輸入的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并將數(shù)字信息傳送給控制器4 ；
[0024]控制器4為微控制器芯片，其與射頻通信電路5相連接，控制器4為整個裝置的控制核心，用于通過AD轉(zhuǎn)換電路3采集可燃?xì)怏w傳感器I所檢測到的井場空氣中的可燃?xì)怏w濃度信息，并通過射頻通信電路5將采集的信息發(fā)送給上位控制系統(tǒng)；
[0025]射頻通信電路5為射頻無線收發(fā)電路，用于提供控制器4與上位控制系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)連接；
[0026]升壓電路6為升壓型直流電壓轉(zhuǎn)換器，其與可燃?xì)怏w傳感器1、模擬電路2、AD轉(zhuǎn)換電路3、控制器4和射頻通信電路5相連接，用于為整個裝置提供工作電源；
[0027]蓄電池7由直流可充電電池組成，其與升壓電路6相連接。
[0028]所述的模擬電路2的模擬放大器采用MCP601運(yùn)算放大器。
[0029]所述的AD轉(zhuǎn)換電路3采用mcp3201AD轉(zhuǎn)換芯片。
[0030]所述的控制器4采用picl6F916單片機(jī)。
[0031]所述的射頻通信電路5主要由CCllOO射頻芯片構(gòu)成。[0032]所述的升壓電路6由TPS61170升壓芯片及外圍電路構(gòu)成。
[0033]所述的蓄電池7為可充電6V鋰電池。
[0034]所述的AD轉(zhuǎn)換電路3與控制器4之間采用SPI串行總線相連接，連接處采用磁耦A(yù)DUM1411進(jìn)行隔離。
[0035]本實(shí)用新型提供的石油鉆井可燃?xì)怏w便攜式無線傳感裝置的工作過程如下:
[0036]由蓄電池7供電的升壓電路6為整個裝置提供9V工作電源，可燃?xì)怏w傳感器I將井場空氣中的可燃?xì)怏w濃度轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA電流信號送入模擬電路2，通過模擬電路2輸出0-5V的電壓信號。將0-5V送入AD轉(zhuǎn)換電路3，經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換芯片，將0-5V模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號，并將數(shù)字信號送給控制器4，控制器4將數(shù)字信號送入射頻通信電路5，并通過射頻通信電路5與遠(yuǎn)端的上位控制系統(tǒng)進(jìn)行通信。
[0037]圖2—圖4為本實(shí)用新型提供的石油鉆井可燃?xì)怏w便攜式無線傳感裝置中主要部分的一個具體實(shí)施例電路原理圖。
【權(quán)利要求】
1.一種石油鉆井可燃?xì)怏w便攜式無線傳感裝置，其特征在于:其包括可燃?xì)怏w傳感器(I)、模擬電路(2)、AD轉(zhuǎn)換電路(3)、控制器(4)、射頻通信電路(5)、升壓電路(6)和蓄電池(7);其中:可燃?xì)怏w傳感器(I)為安裝在鉆井現(xiàn)場的可燃?xì)怏w采集探頭，用于測量井場空氣中的可燃?xì)怏w濃度，其與模擬電路(2)相連接； 模擬電路(2)為模擬放大器和濾波電路，其與AD轉(zhuǎn)換電路(3)相連接，用于將可燃?xì)怏w傳感器(I)輸出的4-20mA電流信號轉(zhuǎn)換成0-5V模擬電壓信號，并通過濾波電路對模擬電壓信號進(jìn)行整形濾波，然后將模擬電壓信號傳送給AD轉(zhuǎn)換電路(3 ); AD轉(zhuǎn)換電路(3)為模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路，其與控制器(4)相連接，用于將輸入的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并將數(shù)字信息傳送給控制器(4)； 控制器(4)為微控制器芯片，其與射頻通信電路(5 )相連接，用于通過AD轉(zhuǎn)換電路(3 )采集可燃?xì)怏w傳感器(I)所檢測到的井場空氣中的可燃?xì)怏w濃度信息，并通過射頻通信電路(5)將采集的信息發(fā)送給上位控制系統(tǒng)； 射頻通信電路(5)為射頻無線收發(fā)電路，用于提供控制器(4)與上位控制系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)連接； 升壓電路(6)為升壓型直流電壓轉(zhuǎn)換器，其與可燃?xì)怏w傳感器(I)、模擬電路(2)、AD轉(zhuǎn)換電路(3)、控制器(4)和射頻通信電路(5)相連接，用于為整個裝置提供工作電源； 蓄電池(7 )由直流可充電電池組成，其與升壓電路(6 )相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油鉆井可燃?xì)怏w便攜式無線傳感裝置，其特征在于:所述的模擬電路(2)的模擬放大器采用MCP601運(yùn)算放大器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油鉆井可燃?xì)怏w便攜式無線傳感裝置，其特征在于:所述的AD轉(zhuǎn)換電路(3)采用mcp3201AD轉(zhuǎn)換芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油鉆井可燃?xì)怏w便攜式無線傳感裝置，其特征在于:所述的控制器(4)采用picl6F916單片機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油鉆井可燃?xì)怏w便攜式無線傳感裝置，其特征在于:所述的射頻通信電路(5)主要由CCllOO射頻芯片構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油鉆井可燃?xì)怏w便攜式無線傳感裝置，其特征在于:所述的升壓電路(6)由TPS61170升壓芯片及外圍電路構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油鉆井可燃?xì)怏w便攜式無線傳感裝置，其特征在于:所述的蓄電池(7)為可充電6V鋰電池。
【文檔編號】E21B47/12GK203452775SQ201320544448
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】郭長明, 焦香婷, 陳玉新, 李懷玉, 黃漢軍 申請人:中國石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司