專利名稱：一種數(shù)字式定向參數(shù)測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及定向參數(shù)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及ー種數(shù)字式定向參數(shù)測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
目前，在定向參數(shù)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域中，各種姿態(tài)角度的測(cè)量過程中，需要使用加速度計(jì)和磁測(cè)量傳感器來實(shí)現(xiàn)重力場(chǎng)及地磁場(chǎng)的測(cè)量，并通過一定的數(shù)學(xué)模型方法實(shí)現(xiàn)定向參數(shù)測(cè)量，即井斜角、方位角、工具面角、磁性工具面角、重立場(chǎng)總量、地磁場(chǎng)總量的測(cè)量?，F(xiàn)有技術(shù)采用加速度計(jì)和磁通門傳感器的模擬輸出作為用戶接ロ，沒有集成高溫條件下的溫度補(bǔ)償，且沒有集成振動(dòng)條件下的濾波處理。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供ー種數(shù)字式定向參數(shù)測(cè)量裝置，實(shí)現(xiàn)了在高溫條件下及振動(dòng)條件下的高精度測(cè)量，提高了定向參數(shù)測(cè)量精度。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的ー種數(shù)字式定向參數(shù)測(cè)量裝置，所述裝置包括測(cè)量骨架，三支加速度計(jì)傳感器，三支磁通門傳感器和測(cè)量電路，其中所述三支加速度計(jì)傳感器以互相正交的方式安裝于所述測(cè)量骨架上；所述三支磁通門傳感器以互相正交的方式安裝于所述測(cè)量骨架上，且所述三支磁通門傳感器與所述三支加速度計(jì)傳感器的對(duì)應(yīng)軸線平行安裝；所述測(cè)量電路安裝于所述測(cè)量骨架的中間部位。所述裝置還包括對(duì)外數(shù)字接ロ，該對(duì)外數(shù)字接ロ安裝于所述測(cè)量骨架上。所述裝置還包括用于溫度測(cè)量并通過溫度補(bǔ)償方法對(duì)所述裝置實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償?shù)臏囟葌鞲衅?。由上述本?shí)用新型提供的技術(shù)方案可以看出，所述裝置包括測(cè)量骨架，三支加速度計(jì)傳感器，三支磁通門傳感器和測(cè)量電路，其中所述三支加速度計(jì)傳感器以互相正交的方式安裝于所述測(cè)量骨架上；所述三支磁通門傳感器以互相正交的方式安裝于所述測(cè)量骨架上，且所述三支磁通門傳感器與所述三支加速度計(jì)傳感器的對(duì)應(yīng)軸線平行安裝；所述測(cè)量電路安裝于所述測(cè)量骨架的中間部位。該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)在高溫條件下及振動(dòng)條件下的高精度測(cè)量，提高定向參數(shù)測(cè)量精度。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。[0014]圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例所提供數(shù)字式定向參數(shù)測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例所舉具體實(shí)例中硬件濾波模塊的電路示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例所提供具體實(shí)例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。本實(shí)用新型實(shí)施例提供了ー種數(shù)字式定向參數(shù)測(cè)量裝置，將傳感器、傳感器測(cè)量電路、溫度補(bǔ)償功能、消除振動(dòng)影響的濾波功能集成在所述數(shù)字式定向數(shù)據(jù)測(cè)量裝置內(nèi)，所述定向參數(shù)測(cè)量裝置通過所安裝的加速度計(jì)及磁通門傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)重力場(chǎng)及地磁場(chǎng)的測(cè)量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)井斜角、方位角、工具面角、磁性工具面角、重力場(chǎng)總量及地磁場(chǎng)總量的測(cè)量，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)ー步地詳細(xì)描述，如圖I所示為本實(shí)用新型實(shí)施例所提供數(shù)字式定向參數(shù)測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，所述裝置包括測(cè)量骨架，三支加速度計(jì)傳感器，三支磁通門傳感器和測(cè)量電路，其中所述三支加速度計(jì)傳感器以互相正交的方式安裝于所述測(cè)量骨架上，用于測(cè)量井斜角、工具面角、重力場(chǎng)總量等定向參數(shù)；所述三支磁通門傳感器以互相正交的方式安裝于所述測(cè)量骨架上，且所述三支磁通門傳感器與所述三支加速度計(jì)傳感器的對(duì)應(yīng)軸線平行安裝，通過所述三支磁通門傳感器配合所述三支加速度計(jì)傳感器測(cè)量方位角、磁性工具面角、地磁場(chǎng)總量等定向參數(shù)；所述測(cè)量電路安裝于所述測(cè)量骨架的中間部位，用于對(duì)所述三支加速度計(jì)及三支磁通門傳感器的輸出進(jìn)行調(diào)理，對(duì)調(diào)理后的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)AD變換，并對(duì)AD變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行溫度補(bǔ)償、安裝位置誤差補(bǔ)償?shù)炔僮鳌＞唧w實(shí)現(xiàn)中，所述裝置還包括對(duì)外數(shù)字接ロ，該對(duì)外數(shù)字接ロ安裝于所述測(cè)量骨架上，該對(duì)外數(shù)字接ロ用于完成把補(bǔ)償后的加速度計(jì)測(cè)量數(shù)據(jù)、磁通門測(cè)量數(shù)據(jù)、溫度以及經(jīng)計(jì)算得出的井斜角、方位角、工具面角、磁性工具面角等參數(shù)通過數(shù)字接ロ提供給用戶。所述裝置還包括溫度傳感器，通過所述溫度傳感器進(jìn)行溫度測(cè)量，并通過一定的溫度補(bǔ)償方法對(duì)所述裝置實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償，從而在0-150攝氏度溫度條件下都可以實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量。上述溫度補(bǔ)償方法具體可采用二次曲線法，在0-150攝氏度范圍內(nèi)，每隔10攝氏度測(cè)量一次傳感器的零偏及標(biāo)度因數(shù)兩工作參數(shù)，并采用最小二乗法分別擬合零偏二次曲線及標(biāo)度因數(shù)二次曲線。零偏二次曲線及標(biāo)度因數(shù)的二次曲線的系數(shù)下裝到所述裝置的內(nèi)部非易失存儲(chǔ)器內(nèi)，所述裝置上電后，程序讀取非易失存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)，并在程序運(yùn)行過程中使用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行零偏和標(biāo)度因數(shù)的計(jì)算。所述裝置還包括硬件濾波模塊和軟件濾波模塊，用于消除振動(dòng)對(duì)于所述定向參數(shù)測(cè)量裝置測(cè)量精度的影響，使得數(shù)字式定向參數(shù)測(cè)量裝置在5g(20-200Hz)振動(dòng)條件下可以實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量。具體來說，硬件濾波模塊采用簡(jiǎn)便有效的RC濾波方式，如圖2所示為本實(shí)用新型實(shí)施例所舉具體實(shí)例中硬件濾波模塊的電路示意圖，圖2中Vi為加速度計(jì)的輸出信號(hào)，輸入到濾波電路，Vo為濾波輸出信號(hào)。在振動(dòng)條件下，加速度計(jì)的輸出信號(hào)包含直流分量及交流分量，其中直流分量為有用的信號(hào)分量，交流分量為噪音信號(hào)；經(jīng)過RC濾波后，由振動(dòng)引起的交流噪音信號(hào)可以得到有效的衰減，而直流分量保持不變。上述軟件濾波模塊可采用去極值平均值的方式濾波，對(duì)于3支加速度計(jì)傳感器的AD采樣值及3支磁通門傳感器的AD采樣值采用同樣的濾波方法，具體可對(duì)6支傳感器的測(cè)量輸出值，分別各采樣16個(gè)數(shù)據(jù)，
去掉最大值與最小值，并取其余14個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)做算木平均值濾波，濾波結(jié)果作為定向參數(shù)
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的計(jì)算數(shù)據(jù)，公式如下
權(quán)利要求1.ー種數(shù)字式定向參數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于，所述裝置包括測(cè)量骨架，三支加速度計(jì)傳感器，三支磁通門傳感器和測(cè)量電路，其中 所述三支加速度計(jì)傳感器以互相正交的方式安裝于所述測(cè)量骨架上； 所述三支磁通門傳感器以互相正交的方式安裝于所述測(cè)量骨架上，且所述三支磁通門傳感器與所述三支加速度計(jì)傳感器的對(duì)應(yīng)軸線平行安裝； 所述測(cè)量電路安裝于所述測(cè)量骨架的中間部位。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)字式定向參數(shù)測(cè)量裝置，其特征在干， 所述裝置還包括對(duì)外數(shù)字接ロ，該對(duì)外數(shù)字接ロ安裝于所述測(cè)量骨架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)字式定向參數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于，所述裝置還包括用于溫度測(cè)量并通過溫度補(bǔ)償方法對(duì)所述裝置實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償?shù)臏囟葌鞲衅鳌?br> 專利摘要本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種數(shù)字式定向參數(shù)測(cè)量裝置。所述裝置包括測(cè)量骨架，三支加速度計(jì)傳感器，三支磁通門傳感器和測(cè)量電路，其中所述三支加速度計(jì)傳感器以互相正交的方式安裝于所述測(cè)量骨架上；所述三支磁通門傳感器以互相正交的方式安裝于所述測(cè)量骨架上，且所述三支磁通門傳感器與所述三支加速度計(jì)傳感器的對(duì)應(yīng)軸線平行安裝；所述測(cè)量電路安裝于所述測(cè)量骨架的中間部位。該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)在高溫條件下及振動(dòng)條件下的高精度測(cè)量，提高定向參數(shù)測(cè)量精度。
文檔編號(hào)G01C1/00GK202452984SQ20122001529
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者馮澤東, 劉海, 常永旺, 王聰, 石巖峰, 石峻峰 申請(qǐng)人:中天啟明石油技術(shù)有限公司