CN104807580A - 一体化无线功图传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体化无线功图传感器，包一体式设置的外壳，外壳上部设置有上盖板，上盖板上安装有天线保护帽，外壳的正面设置有铭牌和两个感应弹性电阻，外壳的侧面设有防脱螺栓，外壳下部设置为U型凹口；所述外壳内设置有无线通讯模块、数据采集模块和供电模块；所述数据采集模块包括依次连接的敏感元件、信号调理模块、A/D转换模块和微处理器；所述无线通讯模块包括依次连接的物理层、MAC层、Zigbee协议层和应用层，物理层与微处理器连接，应用层连接到网络的通信接口；本发明能实现对单井的现场诊断、校正及数据分析；一体化设计、全密封结构，防水、防腐蚀能力强；功耗低、精度高，采用先进稳定的Zigbee无线通讯技术，降低了施工和维护难度。

Description

一体化无线功图传感器

技术领域

本发明涉及一种传感器，具体是一种一体化无线功图传感器。

背景技术

传感器技术是当今世界普遍重视并大力发展的高新技术之一，油田企业在油田物联网建设中，传感器成为主要的数据采集装置之一，为油田数字化管理建设发挥了重要的作用；油田物联网传感器是指在油田物联网建设中安装在油田生产过程中相应设备上检测被测对象信息，从而构成油田物联网节点的设备或装置；分体有线方式的传感器是在抽油机悬绳器安装有线载荷传感器，游梁中轴位置安装有线角位移传感器，在井架后侧安装井口RTU终端，数据通过井口RTU将数据传至井组RTU，虽然其具有采集数据精度高，数据传输稳定，接电方便等优点，但是其布线较多，施工量大；因此，应该设计研发更适用于油田物联网的传感器，以满足使用需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一体化无线功图传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种一体化无线功图传感器，包括一体式设置的外壳，外壳上部设置有上盖板，上盖板上安装有天线保护帽，外壳的正面设置有铭牌和两个感应弹性电阻，外壳的侧面设有防脱螺栓，外壳下部设置为U型凹口；所述外壳内设置有无线通讯模块、数据采集模块和供电模块，供电模块为无线通讯模块和数据采集模块提供电源，数据采集模块完成数据采集后通过无线通讯模块将采集数据输出到井口或者井组RTU；所述数据采集模块包括依次连接的敏感元件、信号调理模块、A/D转换模块和微处理器；所述无线通讯模块包括依次连接的物理层、MAC层、Zigbee协议层和应用层；物理层与微处理器连接，应用层连接到网络的通信接口。

作为本发明进一步的方案：所述上盖板通过上盖固定螺丝安装在外壳上，天线保护帽通过天线固定螺丝固定在上盖板上。

作为本发明再进一步的方案：所述供电模块采用锂电池供电。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明专为油田抽油机井悬点载荷测试而设计，全密封防水，满足全天候使用，两线制，不分正负极，接线便捷，可以对抽油机进行功图测量和油井产量计算；同时具有实时监测抽油机最大、最小载荷；载荷上限、下限设置及超限报警功能，低功耗设计满足功图量油密点、密时数据采集需求，U型开口式设计、防脱螺栓安全设计便于拆装、维护方便快捷，安装时只要停下抽油机，卡住光杆，不需要套到挂绳或光杆上，只要松开悬绳器上下块，将其插入即可；实现无线传输、能够远程升级传感器软件、电池电压监测及故障检测。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的工作原理框图。

图3为本发明的内部结构示意图。

其中，1-外壳；2-感应弹性电阻；3-铭牌；4-上盖固定螺丝；5-天线保护帽；6-天线固定螺丝；7-上盖板；8-防脱螺栓；9-无线通讯模块；10-数据采集模块；11-供电模块；12-敏感元件；13-信号调理模块；14-A/D转换模块；15-微处理器；16-物理层；17-MAC层；18-Zigbee协议层；19-应用层；20-通信接口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～3，本发明实施例中，一种一体化无线功图传感器，包括一体式设置的外壳1，外壳1上部设置有上盖板7，上盖板7通过上盖固定螺丝4安装在外壳1上，上盖板7上安装有天线保护帽5，天线保护帽5通过天线固定螺丝6固定在上盖板7上，外壳1的正面设置有铭牌3和两个感应弹性电阻2，外壳1的侧面设有防脱螺栓8，外壳1下部设置为U型凹口；所述外壳1内设置有无线通讯模块9、数据采集模块10和供电模块11，供电模块11采用锂电池供电，供电模块11为无线通讯模块9和数据采集模块10提供电源，数据采集模块10完成数据采集后通过无线通讯模块9将采集数据输出到井口或者井组RTU；所述数据采集模块10包括依次连接的敏感元件12、信号调理模块13、A/D转换模块14和微处理器15；所述无线通讯模块9包括依次连接的物理层16、MAC层17、Zigbee协议层18和应用层19；物理层16与微处理器15连接，应用层19连接到网络的通信接口20。

本发明的工作原理是：将本发明安装在需要测量的单井悬绳器上,通过敏感元件12现场对该单井采集模拟信号，并通过信号调整模块13、A/D转换模块14将模拟信号转换成数字信号，微处理器15对原始感知数据进行加工处理，分析、修正和误差补偿，最后通过Zigbee协议层18与笔记本电脑的通信接口20进行数据交换，实现现场功图诊断与分析。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种一体化无线功图传感器，包括一体式设置的外壳(1)，外壳(1)上部设置有上盖板(7)，上盖板(7)上安装有天线保护帽(5)，外壳(1)的正面设置有铭牌(3)和两个感应弹性电阻(2)，外壳(1)的侧面设有防脱螺栓(8)，外壳(1)下部设置为U型凹口；其特征在于：所述外壳(1)内设置有无线通讯模块(9)、数据采集模块(10)和供电模块(11)，供电模块(11)为无线通讯模块(9)和数据采集模块(10)提供电源，数据采集模块(10)完成数据采集后通过无线通讯模块(9)将采集数据输出到井口或者井组RTU；所述数据采集模块(10)包括依次连接的敏感元件(12)、信号调理模块(13)、A/D转换模块(14)和微处理器(15)；所述无线通讯模块(9)包括依次连接的物理层(16)、MAC层(17)、Zigbee协议层(18)和应用层(19)；物理层(16)与微处理器(15)连接，应用层(19)连接到网络的通信接口(20)。

2.根据权利要求1所述的一体化无线功图传感器，其特征在于，所述上盖板(7)通过上盖固定螺丝(4)安装在外壳(1)上，天线保护帽(5)通过天线固定螺丝(6)固定在上盖板(7)上。

3.根据权利要求1所述的一体化无线功图传感器，其特征在于，所述供电模块(11)采用锂电池供电。