潛油電泵井下信號的數(shù)字傳輸系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種潛油電泵井下信號的數(shù)字傳輸系統(tǒng)。包括井下信號發(fā)送電路和井上數(shù)字接收電路，其特征在于：井下信號發(fā)送電路由信號采集電路、MSC51單片機(jī)、6N137光電隔離、調(diào)制芯片、功率放大電路順序電連接構(gòu)成；井上信號接收電路由隔離耦合變壓器、浪涌保護(hù)電路、帶通濾波信號放大電路、解調(diào)芯片、光電隔離、AT89C51單片機(jī)順序連接構(gòu)成；井下信號發(fā)送電路和井上信號接收電路采用星點傳輸通道進(jìn)行連接。本實用新型的有益效果是：確立了由電力線載波原理實現(xiàn)井下數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)硬件電路，利用電力線載波通信技術(shù)，實現(xiàn)實時監(jiān)測井下潛油電泵的運行狀況和油井多項參數(shù)的目的，從而提高了潛油電泵井的運行可靠性及最大操作利用率。
【專利說明】潛油電泵井下信號的數(shù)字傳輸系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及油井井下信號傳輸系統(tǒng)，特別涉及一種潛油電泵井下信號的數(shù)字傳輸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，井下使用的通信有泄漏無線通信、感應(yīng)通信等。泄露無線通信是利用表面開孔的同軸電纜在井中起到長天線的作用，以獲得較好的通信質(zhì)量，其缺點是系統(tǒng)造價昂貴，需要敷設(shè)專用傳輸線，且信號接收局限在離導(dǎo)線30m以內(nèi)，傳輸線安裝需要花費一定費用。感應(yīng)通信是利用電磁感應(yīng)原理實現(xiàn)通信，通信機(jī)的磁性天線十分接近感應(yīng)線且發(fā)射天線尺寸較大，因傳輸參數(shù)不穩(wěn)定和干擾噪聲大，國內(nèi)使用情況普遍不好。
[0003]電力線載波通信是以電力線作為信道進(jìn)行通信的一種特殊的有線通信方式。電力線載波不需要重新敷設(shè)線路，與其他通信方式相比可節(jié)約大量成本。潛油電泵井由三相動力電纜給井下電動機(jī)供電，所以可以考慮借助動力電纜利用電力載波原理實現(xiàn)井下系統(tǒng)和地面系統(tǒng)之間的信號傳輸，即通過貫穿于油井上下的三相交流動力電纜！將井下測試儀測得的數(shù)據(jù)傳送到地面的二次儀表，從而達(dá)到實時測量井下油層各物理參數(shù)和潛油電泵機(jī)組各參數(shù)的目的。
實用新型內(nèi)容
[0004]為了解決上述問題，本實用新型提供一個以電力載波線作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N潛油電泵井下信號的數(shù)字傳輸系統(tǒng)。
[0005]一種潛油電泵井下信號的數(shù)字傳輸系統(tǒng)，包括井下信號發(fā)送電路和井上數(shù)字接收電路，其特征在于:井下信號發(fā)送電路由信號采集電路、MSC51單片機(jī)、6N137光電隔離、調(diào)制芯片、功率放大電路順序電連接構(gòu)成；井上信號接收電路由隔離耦合變壓器、浪涌保護(hù)電路、帶通濾波信號放大電路、解調(diào)芯片、光電隔離、AT89C51單片機(jī)順序連接構(gòu)成；井下信號發(fā)送電路和井上信號接收電路采用星點傳輸通道進(jìn)行連接。
[0006]根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種潛油電泵井下信號的數(shù)字傳輸系統(tǒng)，其特征在于:調(diào)制芯片的型號為XR2206，解調(diào)芯片的型號為XR2211。
[0007]本實用新型的有益效果是:
[0008]確立了由電力線載波原理實現(xiàn)井下數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)硬件電路，利用電力線載波通信技術(shù)，實現(xiàn)實時監(jiān)測井下潛油電泵的運行狀況和油井多項參數(shù)的目的，從而提高了潛油電泵井的運行可靠性及最大操作利用率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1:本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2:本實用新型的星點傳輸通道示意圖；
[0011]圖3:本實用新型的功率放大電路示意圖?！揪唧w實施方式】
[0012]下面闡述的實施例代表允許本領(lǐng)域技術(shù)人員實踐本實用新型的必要信息，并且示出實踐本實用新型的最佳方式。一旦根據(jù)附圖閱讀了以下的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員就將理解本實用新型的構(gòu)思并且將認(rèn)識到此處未特別闡明的這些構(gòu)思的應(yīng)用。應(yīng)當(dāng)理解，這些構(gòu)思和應(yīng)用落入本公開和所附權(quán)利要求書的范圍。
[0013]如圖1-3所述，潛油電泵井下信號的數(shù)字傳輸系統(tǒng)，包括井下信號發(fā)送電路和井上數(shù)字接收電路，其特征在于:井下信號發(fā)送電路由信號采集電路、MSC51單片機(jī)、6N137光電隔離、調(diào)制芯片、功率放大電路順序電連接構(gòu)成；井上信號接收電路由隔離耦合變壓器、浪涌保護(hù)電路、帶通濾波信號放大電路、解調(diào)芯片、光電隔離、AT89C51單片機(jī)順序連接構(gòu)成；井下信號發(fā)送電路和井上信號接收電路采用星點傳輸通道進(jìn)行連接。
[0014]根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種潛油電泵井下信號的數(shù)字傳輸系統(tǒng)，其特征在于:調(diào)制芯片的型號為XR2206，解調(diào)芯片的型號為XR2211。
[0015]在整個電力線載波通信系統(tǒng)中，調(diào)制解調(diào)器是核心部分。擔(dān)負(fù)著數(shù)據(jù)流的控制和數(shù)據(jù)的調(diào)制解調(diào)任務(wù)，在眾多國內(nèi)外電力線載波芯片中，選擇XR公司的XR2206/XR2211做調(diào)制解調(diào)器來完成傳輸距離較遠(yuǎn)，環(huán)境溫度又高的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。
[0016]XR2206是一種單片集成函數(shù)發(fā)生器，可以產(chǎn)生多種信號#輸出信號可受外加電壓控制而實現(xiàn)調(diào)幅或調(diào)頻。其中，內(nèi)部壓控振蕩器VDO是一個輸出頻率與輸入電流成正比的可控振蕩器，其振蕩頻率取決于定時電容和電阻，因此可以提供兩個離散的輸出頻率，以便組成CP-2FSK (二進(jìn)制頻移鍵控)調(diào)制器。其主要參數(shù)為:振蕩頻率為0.0lHz-lMHz，頻率溫度穩(wěn)定性20X 10_6。。，正弦失真度0.5%, FSK鍵控電平1.4V(0.8-2.4V)。
[0017]XR2211是專為數(shù)據(jù)通信而設(shè)計的單片鎖相環(huán)，可以組成FSK解調(diào)器、音頻解碼器及FM解調(diào)器等。其中的VC0、檢相器和外部環(huán)路濾波器組成基本鎖相環(huán)路，再與FSK比較器組合，就可以實現(xiàn)2FSK解調(diào)功能。其主要參數(shù)為:工作頻率范圍0.01-300KHZ，輸入信號動態(tài)范圍3mV-3V，可跟蹤范圍±1% -80%，頻率溫度穩(wěn)定度20X10_6°C。
[0018]輸出通道主要由XR2206的第2腳STO的模擬信號輸出、功率放大器和耦合變壓器組成。如圖3所示，輸入端經(jīng)XR2206芯片調(diào)制好的正弦載波信號，但功率較小，驅(qū)動能力較差，結(jié)合載波技術(shù)功率放大典型電路，選取互補(bǔ)晶體管作為功率驅(qū)動，對該信號進(jìn)行功率放大。功率放大輸出經(jīng)耦合變壓器發(fā)送到電力線上。
[0019]耦合電路是電力線載波調(diào)制解調(diào)電路同電力線的接口電路，是載波信號的輸出和輸入通路。其中，電感L與電容C構(gòu)成諧振回路，組成帶通濾波，并且與電力線阻抗R形成阻容耦合，對通信信號呈低阻抗，對50HZ信號呈高阻抗，從而濾去電力線上50HZ工頻電流信號，防止其進(jìn)去通信電路。變壓器T在電路中構(gòu)成電磁耦合，一方面耦合載波信號；另一方面，使通信電路與220V/50強(qiáng)電隔離。
[0020]輸入通道主要由耦合變壓器、帶通濾波器和前級放大電路組成。輸入通道電路的主要功能是將載波信號從電力線上提取出來，通過變壓器耦合過來的載波信號，必須先經(jīng)過浪涌保護(hù)電路，以防止電力線上的高壓脈沖損壞后級電路。浪涌保護(hù)電路由一個瞬變抑制二極管TVS經(jīng)電阻隔離后接兩個鉗位二極管構(gòu)成。
[0021]帶通濾波電路不僅要將帶外雜波濾除，還要保證前后級之間的阻抗匹配，以達(dá)到順利傳遞信號的目的，其帶寬參數(shù)主要根據(jù)載波信號頻率、調(diào)制周波數(shù)和數(shù)據(jù)傳輸速率確定。
[0022]信號放大電路的目的是將濾波后的信號不失真地放大75倍以上，以達(dá)到本級增益30db以上的要求。
[0023]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本實用新型的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種潛油電泵井下信號的數(shù)字傳輸系統(tǒng)，包括井下信號發(fā)送電路和井上數(shù)字接收電路，其特征在于:井下信號發(fā)送電路由信號采集電路、MSC51單片機(jī)、6N137光電隔離、調(diào)制芯片、功率放大電路順序電連接構(gòu)成；井上信號接收電路由隔離耦合變壓器、浪涌保護(hù)電路、帶通濾波信號放大電路、解調(diào)芯片、光電隔離、AT89C51單片機(jī)順序連接構(gòu)成；井下信號發(fā)送電路和井上信號接收電路采用星點傳輸通道進(jìn)行連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種潛油電泵井下信號的數(shù)字傳輸系統(tǒng)，其特征在于:調(diào)制芯片的型號為XR2206，解調(diào)芯片的型號為XR2211。
【文檔編號】H04B3/54GK203466812SQ201320531176
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】唐志亞 申請人:北京雙福星科技有限公司