一種無(wú)線型低功耗流量傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及石油鉆錄井勘探領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)線型低功耗流量傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]流量傳感器用于測(cè)量石油鉆井泥漿流量相對(duì)變化，利用泥漿流體連續(xù)性原理和伯努利方程，以及檔板受力的分析，可得出流量與傳感器檔板擺動(dòng)幅度之間的函數(shù)關(guān)系，并以電阻器的阻值變化線性反映檔板的角位移，從而測(cè)得泥漿流量的相對(duì)變化。目前，石油鉆錄井現(xiàn)場(chǎng)大多采用有線方式進(jìn)行傳感器數(shù)據(jù)的采集和傳輸，但實(shí)際井場(chǎng)環(huán)境惡劣，鋪設(shè)有線電纜受到井場(chǎng)設(shè)備的制約，安裝拆卸工作量大，整個(gè)布線過(guò)程非常復(fù)雜，不利于現(xiàn)場(chǎng)靈活施工的需要，同時(shí)使得石油鉆錄井現(xiàn)場(chǎng)的傳感器數(shù)據(jù)的采集和傳輸?shù)某杀痉浅８?。因此，根?jù)以上所述的現(xiàn)狀，非常有必要提出一種無(wú)線型的低功耗流量傳感器。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型提供一種無(wú)線型低功耗流量傳感器，能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量鉆井液泥漿流體的流量信息，并將這些信息進(jìn)行處理后無(wú)線傳輸?shù)浇邮战K端，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)信息的監(jiān)測(cè)，為井場(chǎng)鉆錄井工作提供重要依據(jù)，提高了鉆錄井質(zhì)量和工作效率，降低了成本，可靠性高。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供一種無(wú)線型低功耗流量傳感器，包含:電性連接的傳感器變送器模塊和無(wú)線傳輸模塊；
[0005]傳感器變送器模塊實(shí)時(shí)測(cè)量鉆井液泥漿流體的流量信息并傳輸給無(wú)線傳輸模塊，無(wú)線傳輸模塊將接收到的信號(hào)進(jìn)行處理后通過(guò)無(wú)線方式傳輸給外部接收終端，同時(shí)無(wú)線傳輸模塊為傳感器變送器模塊供電；
[0006]所述的無(wú)線傳輸模塊包含:
[0007]控制單元，其控制整個(gè)無(wú)線傳輸模塊的工作；
[0008]電源單元，其電性連接控制單元，提供穩(wěn)定的電源；
[0009 ]電池單元，其電性連接電源單元，提供電能；
[0010]供電控制單元，其電性連接控制單元、電源單元和傳感器變送器模塊，為傳感器變送器模塊提供工作電壓，并可根據(jù)控制單元的指令實(shí)現(xiàn)傳感器變送器模塊在工作模式和休眠模式中切換；
[0011]無(wú)線通信單元，其電性連接控制單元，并與外部接收終端通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接，將控制單元獲得的信號(hào)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給外部接收終端。
[0012]所述的傳感器變送器模塊包含:
[0013]電源模塊，其電性連接無(wú)線傳輸模塊中的供電控制單元，將供電控制單元提供的工作電壓轉(zhuǎn)換為直流穩(wěn)定電源；
[0014]恒流源模塊，其電性連接電源模塊，根據(jù)電源模塊輸出的直流穩(wěn)定電源，向分壓電路輸出穩(wěn)定電流；
[0015]分壓電路，其電性連接恒流源模塊，檢測(cè)處理得到與流量對(duì)應(yīng)的微弱電壓差分信號(hào)；
[0016]信號(hào)處理模塊，其電性連接電源模塊、分壓電路和無(wú)線傳輸模塊，對(duì)分壓電路輸出的微弱電壓差分信號(hào)進(jìn)行處理，輸出對(duì)應(yīng)的低電壓模擬信號(hào)。
[0017]所述的無(wú)線傳輸模塊還包含:A/D采樣單元，其電性連接控制單元和傳感器變送器模塊中的信號(hào)處理模塊，該A/D采樣單元采集信號(hào)處理模塊輸出的低電壓模擬信號(hào)，傳輸給控制單元進(jìn)行解析。
[0018]所述的無(wú)線傳輸模塊還包含:電性連接控制單元的溫度采集單元，實(shí)時(shí)采集無(wú)線傳輸模塊的溫度信息。
[0019]所述的無(wú)線傳輸模塊還包含:電性連接控制單元的時(shí)間采集單元，實(shí)時(shí)檢測(cè)當(dāng)前時(shí)間。
[0020]所述的分壓電路是定值電阻和流量傳感器電阻器組成的電橋。
[0021 ]所述的供電控制單元包含MOSFET管和三極管，M0SFET管的漏極連接傳感器變送器模塊中的電源模塊，柵極和源極之間連接有第二電阻，源極連接電源單元的輸出端，柵極通過(guò)第一電阻連接三極管的集電極，三極管的發(fā)射極接地，三極管的基極連接控制單元;當(dāng)控制單元輸出控制信號(hào)為高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通進(jìn)而使MOSFET管的源極和漏極導(dǎo)通，向傳感器變送器模塊提供工作電壓，使傳感器變送器模塊處于工作模式；當(dāng)控制單元輸出控制信號(hào)為低電平時(shí)，該三極管不導(dǎo)通，而使MOSFET管的源極和漏極的壓差不滿足閾值要求，因此不會(huì)向傳感器變送器模塊提供工作電壓，使傳感器變送器模塊處于休眠模式。
[0022]所述的電池單元包含太陽(yáng)能電池和可充電鋰電池，晴天時(shí)太陽(yáng)能電池給無(wú)線傳輸模塊供電，使整個(gè)系統(tǒng)正常工作，并且可以由太陽(yáng)能電池給可充電鋰電池充電，陰天時(shí)太陽(yáng)能電池不能正常工作，則由可充電鋰電池給無(wú)線傳輸模塊供電，使整個(gè)系統(tǒng)正常工作。
[0023]所述的電源單元包含電性連接電池單元的DC/DC電源變換電路，以及電性連接DC/DC電源變換電路的低壓差線性溫度電源變換電路。
[0024]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0025 ] 1、傳感器變送器模塊輸出電壓為1-2.5 V，整個(gè)無(wú)線型低功耗流量傳感器耗電電流小于等于3mA，可以很大程度地提高儀表的可靠性，保證鉆錄井質(zhì)量。
[0026]2、能實(shí)時(shí)采集鉆井液泥漿流體的流量，并將傳感器變送器模塊輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行處理、發(fā)送到接收終端，達(dá)到對(duì)鉆井液流量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為井場(chǎng)鉆錄井工作提供重要依據(jù)。
[0027]3、無(wú)需通過(guò)井場(chǎng)布線，減少了為進(jìn)行傳感器信息采集、傳輸而進(jìn)行的大量準(zhǔn)備工作，提高了石油鉆錄現(xiàn)場(chǎng)的工作效率，降低了工作成本。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是本實(shí)用新型提供的一種無(wú)線型低功耗流量傳感器的電路框圖。
[0029]圖2是供電控制單元的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下根據(jù)圖1?圖2，具體說(shuō)明本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例。
[0031]如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種無(wú)線型低功耗流量傳感器，包含:電性連接的傳感器變送器模塊I和無(wú)線傳輸模塊2，傳感器變送器模塊I實(shí)時(shí)測(cè)量鉆井液泥漿流體的流量信息并傳輸給無(wú)線傳輸模塊2，無(wú)線傳輸模塊2將接收到的信號(hào)進(jìn)行處理后通過(guò)無(wú)線方式傳輸給外部接收終端3，同時(shí)無(wú)線傳輸模塊2為傳感器變送器模塊I供電。
[0032]所述的傳感器變送器模塊I包含:
[0033]電源模塊101，其電性連接無(wú)線傳輸模塊2;
[0034]恒流源模塊102，其電性連接電源模塊101;
[0035]分壓電路103，其電性連接恒流源模塊102 ；
[0036]信號(hào)處理模塊104，其電性連接電源模塊11、分壓電路103和無(wú)線傳輸模塊2。
[0037]所述的無(wú)線傳輸模塊2包含:
[0038]控制單元201;
[0039]電源單元202，其電性連接控制單元201 ；
[0040]電池單元203，其電性連接電源單元202 ；
[0041 ] 供電控制單元204，其電性連接控制單元201、電源單元202和傳感器變送器模塊I中的電源模塊101;
[0042]A/D采樣單元205，其電性連接控制單元201和傳感器變送器模塊I中的信號(hào)處理模塊 104;
[0043]無(wú)線通信單元208，其電性連接控制單元201，并與外部接收終端3通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接；
[0044]溫度采集單元207，其電性連接控制單元201；
[0045]時(shí)間采集單元208，其電性連接控制單元201。
[0046]所述電源模塊1I接收無(wú)線傳輸模塊2中供電控制單元204提供的8.4V電源，供流量傳感器正常工作，該電源模塊101通過(guò)超低功耗低壓降線性穩(wěn)壓器(例如TPS76030集成芯片)轉(zhuǎn)換和線性變換，輸出+3V的直流穩(wěn)壓，為傳感器變送器模塊I提供穩(wěn)定的供電電源。
[0047]所述恒流源模塊102為三端可調(diào)電流源芯片(例如LM134集成芯片)，并采用一個(gè)二極管(例如1N457 )做溫度補(bǔ)償，有較強(qiáng)的抗干擾能力，該恒流源模塊102接收電源模塊101輸出的+3V直流電源，僅通過(guò)一個(gè)可調(diào)節(jié)外部電阻輸出1.6mA的恒定電流。
[0048]所述分壓電路103(流量傳感器電阻器接入端)為電橋，該電橋包含定值電阻和流量傳感器電阻器，流量傳感器擋板在電橋中以流量傳感器電阻器的形式表現(xiàn)，分壓電路103接收所述恒流源模塊102提供的1.6mA穩(wěn)定電流，通過(guò)電橋(進(jìn)行分壓處理得到傳感器流量對(duì)應(yīng)的微弱電壓差分信號(hào)。無(wú)線型低功耗流量傳感器利用泥漿流體連續(xù)性原理和伯努利方程，以及流量傳感器檔板受力的分析，可得出流量與流量傳感器檔板擺動(dòng)幅度之間的函數(shù)關(guān)系，它以電阻器的阻值變化形式線性反映檔板的角位移，從而可通過(guò)測(cè)量流量傳感器電阻器的阻值測(cè)得泥漿流量的相對(duì)變化，當(dāng)鉆井液泥漿流體流量很小時(shí)，流量傳感器擋板被鉆井液泥漿流體沖開(kāi)的角度很小，對(duì)應(yīng)于流量傳感器電阻器的電阻很小，則流量信號(hào)在分壓電路中的電壓也很??；當(dāng)鉆井液泥漿流體流量很大時(shí)，流量傳感器擋板被鉆井液泥漿流體沖開(kāi)的角度很大(最大90° )，對(duì)應(yīng)于流量傳感器電阻器的電阻很大，則流量信號(hào)在分壓電路中的電壓很大，通過(guò)流量傳感器電阻器檢測(cè)處理得到與流量對(duì)應(yīng)的微弱電壓差分信號(hào)；
[0049]所述信號(hào)處理模塊104接收分壓電路103的微弱電壓差分信號(hào)，該信號(hào)處理模