專利名稱：即時(shí)功率儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于石油采油工程中的油井測試儀器，尤其涉及測試電機(jī)負(fù)荷變化時(shí)，電機(jī)功率隨時(shí)間變化的即時(shí)功率測試儀。
目前，在我國油田現(xiàn)場中使用的功率測試儀，有些只能完成測試任務(wù)，不便進(jìn)行進(jìn)一步的診斷和分析；有些由于選擇元件和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠合理，還存在這樣一些缺陷對操作人員技術(shù)素質(zhì)要求高，操作不簡便；抗干擾能力差、不穩(wěn)定；不便于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸通訊、不能對測試數(shù)據(jù)作進(jìn)一步處理以及互換性、通用性差等。
本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有測試儀器的不足，提供一種使用性能高和測試準(zhǔn)確、通用性強(qiáng)、適于各種輸出傳輸處理方式的即時(shí)功率儀。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案為本實(shí)用新型的即時(shí)功率儀，包括機(jī)箱、面板、線路板、電源、信號輸入接口、信號輸出接口和主機(jī)，主機(jī)裝在線路板上。信號輸入接口可以為現(xiàn)場電壓和電流信號接口或電壓和電流傳感器信號接口或帶有信號處理電路的電壓和電流傳感器信號接口或現(xiàn)場功率信號接口；主機(jī)A．包括電壓傳感器、電流傳感器、信號處理電路或信號處理電路和乘法器、多路開關(guān)或多路開關(guān)與采樣保持器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器、程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，信號輸入接口與主機(jī)的電壓傳感器和電流傳感器相連，電壓傳感器和電流傳感器經(jīng)信號處理電路或信號處理電路乘法器與多路開關(guān)或多路開關(guān)與采樣保持器相連，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器與微處理器相連；在這種方式中，由于集成制作的主機(jī)大大減少了傳輸造成的信號失真，增加了本儀器的抗干擾能力；或B．包括信號處理電路或信號處理電路和乘法器、多路開關(guān)或多路開關(guān)與采樣保持器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器、程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，信號輸入接口與主機(jī)的信號處理電路或信號處理電路和乘法器相連，信號處理電路經(jīng)多路開關(guān)或乘法器和信號處理電路或多路開關(guān)和采樣保持器后與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與微處理器相連；或C．包括信號處理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器、程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，信號輸入接口與主機(jī)的信號處理電路相連，信號處理電路經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器與微處理器相連。
在上述幾種方式中，由于傳感器和主機(jī)的各組成元件均可以在現(xiàn)成的各種成品元件中選擇，使其通用性和互換性增強(qiáng)。
另外，上述的信號輸出接口可以為通訊接口和/或結(jié)果輸出接口和/或顯示器接口。由于測試信息可以在儀器內(nèi)存儲、顯示、打印和向儀器外傳輸，使本儀器可以適用于現(xiàn)場的多種需要；而且，由于實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化，人員素質(zhì)對儀器使用的影響很小。
由于采取了以上的技術(shù)方案，使本實(shí)用新型具備了使用性能高、測試準(zhǔn)確、通用性強(qiáng)、適于各種輸出傳輸處理方式的特點(diǎn)。
下面，結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明

圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的原理示意框圖；圖3為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的電源電路圖(包括圖3A、圖3B、圖3C)；圖4為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的信號處理電路圖(包括圖4A、圖4B)；圖5為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的乘法器電路圖；圖6為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的多路開關(guān)電路圖；圖7為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路圖；圖8為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的微處理器和程序存儲器電路圖；圖9為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)存儲器電路圖；圖10為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的通訊接口電路圖。
作為本實(shí)用新型的一種實(shí)施例，圖中各符號代表的模塊分別為
參見圖1，本實(shí)用新型的即時(shí)功率儀，包括電源1(具體實(shí)施例的電路圖參見圖3)、信號輸入接口2、信號輸出接口3、主機(jī)4、線路板5、機(jī)箱6和面板7，主機(jī)4裝在線路板5上。電源1的作用是向主機(jī)4線路的各部分供電，可置于機(jī)箱內(nèi)的合適位置；信號輸入接口2、信號輸出接口3分別可以是一個(gè)或根據(jù)需要為多個(gè)，在機(jī)箱上的位置可根據(jù)電路結(jié)構(gòu)上的安排設(shè)置；圖中示意性表示的線路板5可以是多塊進(jìn)行組合，之間實(shí)現(xiàn)線路上的連通；面板7上的位置安排可根據(jù)具體電氣元件的排放及操作使用的方便，參照必要的現(xiàn)有技術(shù)來安排。
信號輸入接口2可以為現(xiàn)場電壓和電流信號接口或電壓和電流傳感器信號接口或帶有信號處理電路的電壓和電流傳感器信號接口或現(xiàn)場功率信號接口；相應(yīng)于上述主機(jī)信號輸入接口2的幾種情況，主機(jī)4A．參見圖2中粗實(shí)線框內(nèi)的情況，包括電壓傳感器41、電流傳感器42、信號處理電路43或信號處理電路43和乘法器44’、多路開關(guān)44或多路開關(guān)44與采樣保持器45、模數(shù)轉(zhuǎn)換器46、微處理器47、程序存儲器48和數(shù)據(jù)存儲器49，信號輸入接口2與主機(jī)的電壓傳感器41和電流傳感器42相連，電壓傳感器41和電流傳感器42經(jīng)信號處理電路43或信號處理電路43和乘法器44’與多路開關(guān)44或多路開關(guān)44與采樣保持器45相連，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器46與微處理器47相連。此種情況由于集成制作的主機(jī)大大減少了傳輸造成的信號失真，增加了本儀器的抗干擾能力或B．參見圖2中粗虛線框內(nèi)的情況，包括信號處理電路43或信號處理電路43和乘法器44’、多路開關(guān)44或多路開關(guān)44與采樣保持器45、模數(shù)轉(zhuǎn)換器46、微處理器47、程序存儲器48和數(shù)據(jù)存儲器49，信號輸入接口2與主機(jī)的信號處理電路43或信號處理電路43和乘法器44’相連，信號處理電路43經(jīng)多路開關(guān)44或多路開關(guān)44和采樣保持器45后與模數(shù)轉(zhuǎn)換器46相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換器46與微處理器47相連；或C．參見圖2中細(xì)實(shí)線框內(nèi)的情況，包括信號處理電路43、模數(shù)轉(zhuǎn)換器46、微處理器47、程序存儲器48和數(shù)據(jù)存儲器49，信號輸入接口2與主機(jī)的信號處理電路43相連，信號處理電路43經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器46與微處理器47相連。
上述幾種方式，由于壓力傳感器41和主機(jī)的各組成元件均可以在現(xiàn)成的各種成品元件中選擇，使其通用性和互換性增強(qiáng)。
在具體的實(shí)施例中，信號處理電路43一般包括一個(gè)壓力放大電路和一個(gè)信號轉(zhuǎn)換電路。
本實(shí)用新型的信號輸出接口3可以為通訊接口31和/或結(jié)果輸出接口和/或顯示器接口。本實(shí)用新型的結(jié)果輸出接口可以連接打印機(jī)32或繪圖儀，顯示器接口連接液晶顯示屏33；信號輸入接口2還可以包括一個(gè)輸入鍵盤接口2’。這樣，測試信息可以在儀器內(nèi)存儲、顯示、打印和向儀器外傳輸，使本儀器可以適用于現(xiàn)場工作環(huán)境的多種需要，而且，以上多種功能以及它與多種設(shè)備的適配本身也展示了本儀器的通用性。通訊接口的存在，使本儀器只具有單一功率儀功能的局限得以突破，即可以與別的油井測試儀器合理組合，對其進(jìn)一步處理，達(dá)到所需目的。
為了便于該儀器的使用操作，本實(shí)施例將信號輸入接口2和信號輸出接口3裝在了面板7上。
由于本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化，人員素質(zhì)對儀器使用的影響很小，從而保證了該儀器的推廣使用。
模數(shù)轉(zhuǎn)換器46和微處理器47或微處理器47和程序存儲器48或模數(shù)轉(zhuǎn)換器46、微處理器47和程序存儲器48可以集成在一塊芯片上，其中的采樣保持器、多路開關(guān)、A/D也可以集成在一個(gè)芯片上。
本實(shí)用新型的微處理器44可采用MOTOROLA6800、Z8系列、SIGNECTICS2650、ROCKWELPPS8、MCS-48、MCS-51和MCS-96等，以滿足油田各個(gè)層次的多種需求。
作為本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例，其信號處理電路、乘法器、多路開關(guān)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器和程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、通訊接口的電路圖分別如圖4、5、6、7、8、9、10所示。參見圖4-10，本即時(shí)功率儀通過電壓傳感器41、電流傳感器42把電機(jī)負(fù)荷變化時(shí)，電機(jī)的電壓、電流信號一路送至信號處理電路43中，經(jīng)U15、18、19的放大、處理；另一路送至乘法器44’中，經(jīng)U12相乘、處理，二者經(jīng)多路開關(guān)44中的U6、U7，將標(biāo)準(zhǔn)電信號送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器46中的U3，由譯碼器中的U8控制微處理器47與模數(shù)轉(zhuǎn)換器46之間的信息傳輸，微處理器47與程序存儲器48集成在一個(gè)芯片上，微處理器47和數(shù)據(jù)存儲器49的U4間在通過數(shù)據(jù)總線D0,7和地址總線A0,15傳輸信息的基礎(chǔ)上，完成對數(shù)據(jù)的分析處理和存儲，計(jì)算出有功功率、無功功率、功率因數(shù)等。再根據(jù)需要，或者通過U5，對處理結(jié)果進(jìn)行傳輸；或者通過別的處理方式，對處理結(jié)果打印、顯示或以其他方式輸出。
權(quán)利要求1．一種即時(shí)功率儀，包括機(jī)箱、面板、線路板、電源、信號輸入接口、信號輸出接口和主機(jī)，主機(jī)裝在線路板上，其特征在于上述的信號輸入接口為現(xiàn)場電壓和電流信號接口或電壓和電流傳感器信號接口或帶有信號處理電路的電壓和電流傳感器信號接口或現(xiàn)場功率信號接口；主機(jī)A．包括電壓傳感器、電流傳感器、信號處理電路或信號處理電路和乘法器、多路開關(guān)或多路開關(guān)與采樣保持器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器、程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，信號輸入接口與主機(jī)的電壓和電流傳感器相連，電壓和電流傳感器經(jīng)信號處理電路或信號處理電路和乘法器與多路開關(guān)或乘法器或多路開關(guān)與采樣保持器相連，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器與微處理器相連；或B．包括信號處理電路或信號處理電路和乘法器、多路開關(guān)或多路開關(guān)與采樣保持器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器、程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，信號輸入接口與主機(jī)的信號處理電路或信號處理電路和乘法器相連，信號處理電路或信號處理電路和乘法器經(jīng)多路開關(guān)或多路開關(guān)與采樣保持器后與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與微處理器相連；或C．包括信號處理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器、程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，信號輸入接口與主機(jī)的信號處理電路相連，信號處理電路經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器與微處理器相連。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種即時(shí)功率儀，其特征在于上述的信號處理電路包括一個(gè)放大電路和一個(gè)信號轉(zhuǎn)換電路。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種即時(shí)功率儀，其特征在于上述的信號輸出接口為通訊接口和/或結(jié)果輸出接口和/或顯示器接口。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種即時(shí)功率儀，其特征在于結(jié)果輸出接口連接打印機(jī)或繪圖儀。
5．根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種即時(shí)功率儀，其特征在于顯示器接口連接液晶顯示屏。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種即時(shí)功率儀，其特征在于信號輸入接口還包括一個(gè)輸入鍵盤接口。
7．根據(jù)權(quán)利要求1或3或6所述的一種即時(shí)功率儀，其特征在于信號輸入接口和信號輸出接口裝在面板上。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種即時(shí)功率儀，其特征在于微處理器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器或微處理器與程序存儲器或微處理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器與程序存儲器集成在一塊芯片上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種即時(shí)功率儀，包括機(jī)箱、面板、線路板、電源、信號輸入接口、信號輸出接口和主機(jī)，主機(jī)裝在線路板上，它將電壓和電流信號傳輸給微處理器，經(jīng)過儀器內(nèi)各種硬件、軟件的計(jì)算、處理后，根據(jù)需要進(jìn)行輸出。它使用性能高、測試準(zhǔn)確 、通用性強(qiáng)，并適于各種輸出傳輸處理方式。
文檔編號G01R21/06GK2337565SQ9820101
公開日1999年9月8日 申請日期1998年1月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月24日
發(fā)明者孫國峰 申請人:孫國峰