專利名稱：一種應用于抽油機的無線示功儀的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種應用于抽油機的無線示功儀。
背景技術(shù)：
目前市場上的抽油機無線示功儀如圖1所示，由加速度傳感器1’、壓力式載荷傳 感器2’、模擬信號采集模塊3’、數(shù)字信號主控制模塊4’和無線信號收發(fā)模塊5’組成，具 體實現(xiàn)流程為由無線信號收發(fā)模塊5’接收到外部上層設備要求測量抽油機一個周期的 示功圖的命令后，傳遞給數(shù)字信號主控制模塊4’，數(shù)字信號主控制模塊4’控制加速度傳感 器1’和壓力式載荷傳感器2’開啟，測量一個周期(周期是根據(jù)抽油機的電機轉(zhuǎn)速計算所 得)，兩者輸出的模擬信號通過模擬信號采集模塊3’進行處理后傳遞給數(shù)字信號主控制模 塊4’，在整個周期的測量中，數(shù)字信號主控制模塊4’將保存不少于200個點的載荷與加速 度數(shù)據(jù)組，然后根據(jù)加速度值的兩次積分，得到初始各保存點的位移值，并需通過抽油機凸 輪曲線、杠桿臂比等數(shù)值，修正出各保存點的正確位移值，最后通過無線信號收發(fā)模塊5’發(fā) 送到外部上層設備。這樣的無線示功圖測量方法一方面采用了壓力式載荷傳感器，其載荷測量精度和 長期穩(wěn)定性受到很大的影響；另一方面采用了加速度傳感器兩次積分求位 移的方法，位移 測量精度也很低，這是因為一、抽油機在上下運動工作過程中，基本都有振動、橫向轉(zhuǎn)動等 干擾，造成所測得的加速度值本身就有很大誤差；二、由于加速度測量的受干擾問題，電氣 設計上不得不做模擬或數(shù)字濾波處理，必然導致所測加速度值有相位滯后及幅值衰減，就 無法與載荷數(shù)據(jù)保持時間同步，這為最后繪制出的示功圖帶來了整體性能上很大的誤差； 三、當抽油機上下運動速度較慢時，加速度的變化值也很小，導致信噪比大為減小而無法正 確測量。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供的一種應用于抽油機的無線示功儀，可獲得對抽油機的高精度、 高穩(wěn)定性的測量結(jié)果。為了達到上述目的，本實用新型提供一種應用于抽油機的無線示功儀，包含依次電路連接的模擬信號采集模塊、數(shù)字信號主控制模塊和無線信號收發(fā)模塊， 還包含分別與模擬信號采集模塊電路連接的超聲波傳感器和壓強式載荷傳感器；采用超聲波傳感器垂直于地面直接測量到地面的位移值，具有響應速度快，精度 高的特點，并且解決了抽油機在工作時的振動、橫向轉(zhuǎn)動等干擾問題，尤其是當抽油機上下 運動速度較慢時(加速度變化值較小)反而有更高的測量精度；采用壓強式載荷傳感器測量載荷值，通過機械裝置和油路將抽油機載荷的壓力信 號轉(zhuǎn)換成壓強信號，使得測量精度大為提高(0. 05%以上)，并且解決了壓力式載荷傳感器 零點漂移問題；模擬信號采集模塊把模擬量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后傳遞給數(shù)字信號主控制模塊；[0010]無線信號收發(fā)模塊使無線示功儀與外部上層設備進行命令、數(shù)據(jù)的交換。在使用時，按照如下步驟操作步驟1、將無線示功儀正確安裝到抽油機上，開機；步驟2、外部上層設備發(fā)送測量命令；步驟3、無線信號收發(fā)模塊接收到測量命令后，數(shù)字信號主控制模塊控制超聲波傳 感器和壓強式載荷傳感器開始同步測量，超聲波傳感器測量位移值，壓強式載荷傳感器測 量載荷值；步驟4、超聲波傳感器和壓強式載荷傳感器將測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥M信號采集模 塊；步驟5、模擬信號采集模塊將得到的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，傳遞給數(shù)字信號 主控制模塊；步驟6、數(shù)字信號主控制模塊在一個周期的測量過程結(jié)束后，將保存的數(shù)據(jù)通過無 線信號收發(fā)模塊輸出給外部上層設備。本實用新型的優(yōu)點是1、可實現(xiàn)高精度、高穩(wěn)定性的載荷數(shù)據(jù)測量；2、可實現(xiàn)高精度的位移數(shù)據(jù)測量；3、可實現(xiàn)在線快速測量；4、可實現(xiàn)區(qū)域性組網(wǎng)測量。

圖1是背景技術(shù)中抽油機無線示功儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型提供的無線示功儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下根據(jù)圖2，具體說明本實用新型的較佳實施例如圖2所示，是一種應用于抽油機的無線示功儀，包含依次電路連接的模擬信號采集模塊3、數(shù)字信號主控制模塊4和無線信號收發(fā)模 塊5，還包含分別與模擬信號采集模塊3電路連接的超聲波傳感器6和壓強式載荷傳感器 7 ；采用超聲波傳感器6垂直于地面直接測量到地面的位移值，具有響應速度快，精 度高的特點，并且解決了抽油機在工作時的振動、橫向轉(zhuǎn)動等干擾問題，尤其是當抽油機上 下運動速度較慢時(加速度變化值較小)反而有更高的測量精度；采用壓強式載荷傳感器7測量載荷值，通過機械裝置和油路將抽油機載荷的壓力 信號轉(zhuǎn)換成壓強信號，使得測量精度大為提高(0. 05%以上)，并且解決了壓力式載荷傳感 器零點漂移問題；模擬信號采集模塊3把模擬量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后傳遞給數(shù)字信號主控制模塊 4 ；無線信號收發(fā)模塊5使無線示功儀與外部上層設備進行命令、數(shù)據(jù)的交換。在操作本實用新型提供的無線示功儀時，采用以下步驟[0033]步驟1、將無線示功儀正確安裝到抽油機上，開機；步驟2、外部上層設備發(fā)送測量命令；步驟3、無線信號收發(fā)模塊5接收到測量命令后，數(shù)字信號主控制模塊4控制超聲 波傳感器6和壓強式載荷傳感器7開始同步測量，超聲波傳感器6測量位移值，壓強式載荷 傳感器7測量載荷值；步驟4、超聲波傳感器6和壓強式載荷傳感器7將測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥M信號采集模 塊3;步驟5、模擬信號采集模塊3將得到的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，傳遞給數(shù)字信 號主控制模塊4 ；步驟6、數(shù)字信號主控制模塊4在一個周期的測量過程結(jié)束后，將保存的數(shù)據(jù)通過 無線信號收發(fā)模塊5輸出給外部上層設備。盡管本實用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上 述的描述不應被認為是對本實用新型的限制。在本領域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于 本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實用新型的保護范圍應由所附 的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求一種應用于抽油機的無線示功儀，其特征在于，包含依次電路連接的模擬信號采集模塊(3)、數(shù)字信號主控制模塊(4)和無線信號收發(fā)模塊(5)，還包含分別與模擬信號采集模塊(3)電路連接的超聲波傳感器(6)和壓強式載荷傳感器(7)；超聲波傳感器(6)垂直于地面直接測量到地面的位移值；壓強式載荷傳感器(7)測量抽油機壓力通過機械裝置和油路轉(zhuǎn)換成壓強的載荷值；模擬信號采集模塊(3)把模擬量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后傳遞給數(shù)字信號主控制模塊(4)；無線信號收發(fā)模塊(5)使無線示功儀與外部上層設備進行命令、數(shù)據(jù)的交換。
專利摘要一種應用于抽油機的無線示功儀，包含依次電路連接的模擬信號采集模塊、數(shù)字信號主控制模塊和無線信號收發(fā)模塊，還包含分別與模擬信號采集模塊電路連接的超聲波傳感器和壓強式載荷傳感器。該示功儀利用超聲波傳感器垂直于地面直接測量到地面的位移值，利用壓強式載荷傳感器測量載荷值，模擬信號采集模塊把模擬量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后傳遞給數(shù)字信號主控制模塊，無線信號收發(fā)模塊使無線示功儀與外部上層設備進行命令、數(shù)據(jù)的交換。本實用新型提供的一種應用于抽油機的無線示功儀，可獲得對抽油機的高精度、高穩(wěn)定性的測量結(jié)果。
文檔編號G01L3/24GK201688931SQ20092021389
公開日2010年12月29日 申請日期2009年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者畢東杰, 陸永鋼 申請人:上海神開石油化工裝備股份有限公司;上海神開石油設備有限公司