CN202599599U

CN202599599U - 一种管道压力极值测量仪

Info

Publication number: CN202599599U
Application number: CN 201220261155
Authority: CN
Inventors: 邹彦艳; 刘均; 刘霞; 赵志华; 韩刚; 张岩
Original assignee: Northeast Petroleum University
Current assignee: Northeast Petroleum University
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2022-06-05

Abstract

一种管道压力极值测量仪。主要解决现有的数字压力测量仪器测量周期长，显示反映慢，不能有效测量当管道发生水锤现象时极限压力的问题。其特征在于：所述系统还包括电源模块、键盘显示模块、串行通信接口、控制器与光敏检测模块、压力接口模块；其中，所述串行通信接口、压力接口模块的输出端分别对应连接至所述控制器与光敏检测模块中控制器的通信信号输入端和接口信号输入端，所述键盘显示模块的键盘输出端连接至所述控制器与光敏检测模块中控制器的输入端，所述键盘显示模块的显示电路输入端连接至所述控制器与光敏检测模块中控制器的输出端。该种测量仪能够准确有效的测量管道正常压力和发生水锤时的极限压力值，具有简单实用的特点。

Description

一种管道压力极值测量仪

技术领域

本实用新型涉及一种用于油田用管道压力极值测量仪器。具体的说，是涉及一种能够在管道压力发生波动或发生水锤现象时记录管道压力极值的仪器。

背景技术

目前，在油田管道压力领域，使用了多种压力测量仪表，但是这些仪表测量周期比较长，测量的压力主要是管道的平均压力，当管道的压力急剧变化时，通常不能测到准确的压力值，特别是当管道发生对管道有破坏性的水锤现象的时候，压力值的准确测量就比较困难。并且目前的仪器仪表测量频率一般在1-100HZ之间，对于急剧变化的压力测量显得无能为力，这就需要一款能够高速测量，且能带有极值显示的压力仪表来监测管道压力急剧变化时的压力最大值。

发明内容

为了解决背景技术中给出的现有技术问题，本实用新型提供一种管道压力极值测量仪，该种测量仪能够准确有效的测量管道正常压力和发生水锤时的极限压力值，具有简单实用的特点。

本实用新型的技术方案是：该种管道压力极值测量仪，包括由单片机构成的控制器与光敏检测模块，其特征在于：所述系统还包括电源模块、键盘显示模块、串行通信接口、压力接口模块；其中，所述串行通信接口、压力接口模块的输出端分别对应连接至所述控制器与光敏检测模块中控制器的通信信号输入端和接口信号输入端，所述键盘显示模块的键盘输出端连接至所述控制器与光敏检测模块中控制器的键盘信号输入端，所述键盘显示模块的显示电路输入端连接至所述控制器与光敏检测模块中控制器的显示信号输出端；所述电源模块内采用三个三端集成稳压芯片LM7824、LM7805、AS1117构建稳压电源电路，电源模块向控制器与光敏检测模块提供3V的电压。

本实用新型具有如下有益效果：本种管道压力极值测量仪包括由C8051F206单片机主要构成的控制器与光敏检测模块、电源模块、键盘显示模块、串行通信接口、压力接口模块。能够准确有效的测量管道正常压力和发生水锤时的极限压力值，具有简单实用的特点。此外，其中C8051F206是主控芯片，它包含一个真正的12位多通道ADC，与8051全兼容的微控制器内核，有8K字节的Flash存贮器。本测量仪采用高频压力传感器采集压力信号，所采集的压力信号不经过滤波直接进行高速模数转换，得到的数字信号经过处理，得到当前压力值和压力极值，并在双排LED上显示极值与当前压力值，拥有串行通讯接口，可以将数据发送到其他设备。本实用新型使用成熟元件，拥有低成本，高性能的优点。是一种高速压力测量装置，安装在管道上，直接测量管道压力，传感器将压力信号转换为4-20mA的电流信号，电流信号经过电流-电压变换后进入高速模数转换器，转换为数字信号后进入控制器，在控制器中进行数据滤波，处理后得到压力最大值。在测量过程中，可以根据光照条件，决定测量的方式，测量方式可以根据白天和晚上自动切换测量方式。

附图说明：

图1是本实用新型所述压力接口模块的电路图。

图2是本实用新型所述控制器与光敏检测模块的电路图。

图3是本实用新型所述串行通信接口的电路图。

图4是本实用新型所述键盘显示模块的电路图。

图5是本实用新型所述电源模块的电路图。

图6是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

由图6所示，该种管道压力极值测量仪，包括由单片机主要构成的控制器与光敏检测模块，其独特之处在于：所述系统还包括电源模块、键盘显示模块、串行通信接口、压力接口模块；其中，所述串行通信接口、压力接口模块的输出端分别对应连接至所述控制器与光敏检测模块中控制器的通信信号输入端和接口信号输入端，所述键盘显示模块的键盘输出端连接至所述控制器与光敏检测模块中控制器的输入端，所述键盘显示模块的显示电路输入端连接至所述控制器与光敏检测模块中控制器的输出端；所述电源模块向控制器与光敏检测模块提供3V的电压。

图1是本实用新型所述压力接口模块的电路图。它是由插头JP1、单电源放大器U1、电阻BR1和BR2、电容C1等组成，由JP1插头接入+24V电源，给传感器供电，返回4-20mA电流，由电阻BR1和BR2采用分压方式转换为电压信号，在BR1和BR2之间和U1的3管脚相连，在BR2和地之间和U1的2管脚相连，经过U1，即INA122芯片，可以将信号放大到适合模数转换的电压0-3V，再经过R4、C1构成的保护电路和图2中U2的4管脚相连，进行模数转换。滑动变阻器R1连在U1的1管脚和8管脚之间，用来调整放大增益。

图2是本实用新型所述控制器与光敏检测模块的电路图。它由单片机U2，即C8051F206芯片，为控制核心，由电容C2，C3和晶振Y1构成的震荡电路、由J2和电阻R10构成的JTAG电路、由电阻R2和光敏检测电阻RL构成的光敏检测电路、上拉排阻R3组成。C2、C3分别连接U2的9管脚和10管家，Y1在U2的9、10管脚之间，J2的4、5、6、7管脚分别连接U2的25、26、27、28管脚，R3的2-9管脚分别对应连接U2的44-37管脚，Rl连接U2的3管脚，用来检测周围环境光的强度。

图3是本实用新型所述串行通信接口的电路图。它由电平转换芯片U3，即SP3223芯片，电容C11、C12、C13、C14、C15、C16以及插头JP2组成。U2的40、39管脚通过J4、J5与U3的13、15管脚连接，提供串行数据发送和接收端，JP2的3、4管脚连接到U3的16管脚、17管脚，另一端接上位机。电容C11连接至U3的2管脚和4管脚之间，C12连接至U3的5、6管脚之间，用于内部电源升压，电容C13、C14、C15、C16的一端分别连接U3的19、3、7管脚，另一端接地，为滤波电容。其中J4、J5、J6、J7为短路子。

图4是本实用新型所述键盘显示模块的电路图。它由串行键盘显示芯片U20，即HD7279芯片、电阻R20-R29、电容C20、8个七段码显示器DS20-DS27组成。U20即HD7279芯片进行管理，U2的43管脚、42管脚连接至U20的7管脚和6管脚，为U20提供时钟信号、片选信号，U2的43管脚与U20的8管脚相连，为数据输入端，U2的38管脚连接至U20的9管脚，为U20提供中断信号，R20和C20的一端连接至U20的27管脚，为U20提供震荡信号，R21-R28连接在键盘和U20之间，为限流电阻，R29为上拉电阻。DS20-DS27的3管脚和8管脚连在一起分别和U20的25-18管脚相连，为8个七段码显示器，分两部分分别显示当前压力值和极值。

图5是本实用新型所述电源模块的电路图。它由插头J8、三个三端集成稳压芯片U4，即LM7824； U5，即LM7805；U6即AS1117、电容C17、C18、C5、C6、C7、C8、C9、C19以及稳压管D4、D5组成。25V-28V电源由J8接入，通过D5连接至U4的1管脚，得到24V的稳压电源，C17和C18分别连接至U4的1管脚、3管脚，为滤波电容，J8的3管脚通过D4连接到U5的1管脚，得到5V的稳压电源，U5的3管脚连接到U6的3管脚，经过U6稳压到3V，C5、C6连接至U6的3管脚、2管脚，为电源的滤波电容，D4和D5保护二极管，电容C7、C8、C9、C19为其它芯片去耦电容，通过去耦电容就可以得到其他芯片可以直接使用的稳定3V电源。

本实用新型使用高频压力传感器采集压力信号，所采集的压力信号不经过滤波直接进行高速模数转换，仪器仪表测量频率大于100HZ，对于极具变化的压力测量具有很好的效果，这样当管道发生水锤现象时，可以准确快速的得到当前通过高速模数转换后的数字信号，数字信号经过处理，得到当前压力值和压力极值，并在双排LED上显示极值与当前压力值，很直观的显示测量结果，使用的成熟元件，拥有低成本，高性能的优点，可以和无线数据模块连接，拥有无线数据传递功能。

Claims

1.一种管道压力极值测量仪，包括由单片机构成的控制器与光敏检测模块，其特征在于：所述测量仪还包括电源模块、键盘显示模块、串行通信接口、压力接口模块；其中，所述串行通信接口、压力接口模块的输出端分别对应连接至所述控制器与光敏检测模块中控制器的通信信号输入端和接口信号输入端，所述键盘显示模块的键盘输出端连接至所述控制器与光敏检测模块中控制器的键盘信号输入端，所述键盘显示模块的显示电路输入端连接至所述控制器与光敏检测模块中控制器的显示信号输出端；所述电源模块内采用三个三端集成稳压芯片LM7824、LM7805、AS1117构建稳压电源电路，电源模块向控制器与光敏检测模块提供3V的电压。