CN204881912U - 一种太阳能供电微功耗无线温度载荷位移一体化变送器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能供电微功耗无线温度载荷位移一体化变送器，包括温度传感器、太阳能充电板、载荷传感器、加速度传感器、可充电锂电池组、温度补偿电路、数据处理模块、载荷信号处理电路、加速度信号电路、微功耗电源管理模块和Zigbee通讯模块，本实用新型克服了传统加速度模块实测位移不准的难题，设计了太阳能供电微功耗无线温度载荷位移一体化变送器。本设计是稳定可行的，在传统载荷位移示功仪的基础上增加了温度补偿电路，使得加速度测量的位移得到精确，同时大大减少了环境温度对载荷数据的影响，从而使绘制的示功图更加准确，为油田功图计产和判断井况提供了可靠依据。

Description

一种太阳能供电微功耗无线温度载荷位移一体化变送器

技术领域

本实用新型涉及一变送器，具体是一种太阳能供电微功耗无线温度载荷位移一体化变送器。

背景技术

随着物联网技术的蓬勃发展，智能仪表是仪表行业的发展方向，仪表数据测量的准确性也是仪表行业面临的一个问题。在石油行业随着智能化的推进，无人值守的发展趋势，更是对油田专用仪表提出了更高的要求。中国石油集团公司为了推进油气生产信息化建设，提高油气生产管理水平，实现信息化与工业化的融合，《中国石油“十二五”信息技术总体规划》提出了建设“油气生产物联网系统”。此系统特别规定对油田专用仪表测量的准确性提出了更高的要求，对抽油机井采集载荷位移数据明确提出要求变送器实际测量。

在油田生产中，抽油机生产是最主要的抽油生产方式，抽油机井示功图是非常重要的数据信息，通过示功图的测量可以计算抽油机井的产液量，通过示功图分析是判断井况重要手段，示功图的绘制依赖于位移与载荷的测量。

传统位移和载荷测量方法有三种：第一种是通过霍尔传感器测量冲次，人工测量位移和载荷传感器分别测得并绘制出示功图，由于抽油机井是在上下运行过程中，这种人工测量位移的方式认为误差难于控制；第二种是通过角位移传感器测量位移的方式，这种方式由于两种传感器分别安装在不同位置，造成了安装和操作不便，同时通过两种传感器数据的叠加得出了示功图准确性不高；第三种是把加速度模块集成在载荷传感器中，通过加速度与位移的关系计算出位移的方式，目前这种位移测量方式是现在业内普遍应用的一种，但是通过多年的现场应用发现加速度模块受环境温度变化因素影响较大，当环境温度变化时加速度模块的输出数据将发生变化，加速度模块的精度直接影响到位移准确度的测量，所以环境温度的影响不容忽视。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种太阳能供电微功耗无线温度载荷位移一体化变送器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种太阳能供电微功耗无线温度载荷位移一体化变送器，包括温度传感器、太阳能充电板、载荷传感器、加速度传感器、可充电锂电池组、温度补偿电路、数据处理模块、载荷信号处理电路、加速度信号电路、微功耗电源管理模块和Zigbee通讯模块，所述数据处理模块的电源接口通过微功耗电源管理模块连接可充电锂电池，所述充电锂电池组通过充电控制模块连接太阳能充电板；所述数据处理模块的信号输入接口通过载荷信号处理电路连接载荷传感器，且载荷信号处理电路连接温度补偿电路；所述数据处理模块的信号输入接口通过加速度信号电路连接加速度传感器，且加速度信号电路连接温度补偿电路。

作为本实用新型进一步的方案：所述数据处理模块连接Zigbee通讯模块。

作为本实用新型进一步的方案：所述微功耗电源管理模块还连接温度传感器、载荷传感器、加速度传感器、太阳能充电板、温度补偿电路、数据处理模块、载荷信号处理电路、加速度信号电路、微功耗电源管理模块和Zigbee通讯模块。

作为本实用新型进一步的方案：所述太阳能充电板设置变送器本体的外表面。

作为本实用新型进一步的方案：所述温度传感器设置在变送器本体的顶部。

作为本实用新型进一步的方案：所述变送器本体的底部两侧设置载荷传感器，在变送器本体的侧面连接安全栓。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型克服了传统加速度模块实测位移不准的难题，设计了太阳能供电微功耗无线温度载荷位移一体化变送器。本设计是稳定可行的，在传统载荷位移示功仪的基础上增加了温度补偿电路，使得加速度测量的位移得到精确，同时大大减少了环境温度对载荷数据的影响，从而使绘制的示功图更加准确，为油田功图计产和判断井况提供了可靠依据。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的外观结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～2，本实用新型实施例中，一种太阳能供电微功耗无线温度载荷位移一体化变送器，包括温度传感器1、太阳能充电板2、载荷传感器3、加速度传感器、可充电锂电池组、温度补偿电路、数据处理模块、载荷信号处理电路、加速度信号电路、微功耗电源管理模块和Zigbee通讯模块，所述数据处理模块的电源接口通过微功耗电源管理模块连接可充电锂电池，其中微功耗电源管理模块还连接温度传感器1、载荷传感器3、加速度传感器、太阳能充电板、温度补偿电路、数据处理模块、载荷信号处理电路、加速度信号电路、微功耗电源管理模块和Zigbee通讯模块，通过微功耗电源管理模块可以根据变送器用电反馈情况合理的进行电源管理，确保了充电锂电池组使用的合理性，满足物联网大数据量的采集要求；

所述充电锂电池组通过充电控制模块连接太阳能充电板2，充电控制模块能够合理判断系统用电量，根据可充电锂电池组电量使用情况合理的对锂电池组进行充电，防止过冲的现象损坏设备；

所述数据处理模块的信号输入接口通过载荷信号处理电路连接载荷传感器3，且载荷信号处理电路连接温度补偿电路，载荷数据处理电路通过对载荷传感器3测得的压力数据进行滤波放大处理，同时温度补偿电路对得到的载荷数据进行温漂补偿得到精确的数值，传递给数据处理中心；所述数据处理模块的信号输入接口通过加速度信号电路连接加速度传感器，且加速度信号电路连接温度补偿电路，加速度处理电路通过对加速度模块测得的数值和温度补偿电路补偿后数值进行处理得到精确的位移数据，传递给数据处理中心；

所述温度补偿电路就是把加速度模块所处的环境温度与加速度的AD转换数据进行补偿处理，通过最小二乘法和多项式拟合的方式用温度数据对加速度数据数学模型进行温漂补偿，进行叠加处理，从而得到温度补偿后的加速度数据。同时温度补偿电路还对载荷数据进行一定的温漂补偿，使得载荷数据更加准确。

所述数据处理模块连接Zigbee通讯模块，Zigbee通讯模块将数据处理中心通过接受加速度处理电路和载荷处理电路得到的精确数值进行运算，并绘制出的精确示功图发送给上位机。

所述太阳能充电板2设置变送器本体的外表面，而温度传感器1设置在变送器本体的顶部，所述变送器本体的底部两侧设置载荷传感器3，而在变送器本体的侧面连接安全栓4，从而使得变送器运行更加安全。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型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实用新型。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，本实用新型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实用新型内。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 (6)

1.一种太阳能供电微功耗无线温度载荷位移一体化变送器，包括温度传感器、太阳能充电板、载荷传感器、加速度传感器、可充电锂电池组、温度补偿电路、数据处理模块、载荷信号处理电路、加速度信号电路和微功耗电源管理模块，其特征在于，所述数据处理模块的电源接口通过微功耗电源管理模块连接可充电锂电池，所述充电锂电池组通过充电控制模块连接太阳能充电板；所述数据处理模块的信号输入接口通过载荷信号处理电路连接载荷传感器，且载荷信号处理电路连接温度补偿电路；所述数据处理模块的信号输入接口通过加速度信号电路连接加速度传感器，且加速度信号电路连接温度补偿电路。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能供电微功耗无线温度载荷位移一体化变送器，其特征在于，所述数据处理模块连接Zigbee通讯模块。

3.根据权利要求1或2所述的一种太阳能供电微功耗无线温度载荷位移一体化变送器，其特征在于，所述微功耗电源管理模块还连接温度传感器、载荷传感器、加速度传感器、太阳能充电板、温度补偿电路、数据处理模块、载荷信号处理电路、加速度信号电路、微功耗电源管理模块和Zigbee通讯模块。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能供电微功耗无线温度载荷位移一体化变送器，其特征在于，所述太阳能充电板设置变送器本体的外表。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能供电微功耗无线温度载荷位移一体化变送器，其特征在于，所述温度传感器设置在变送器本体的顶部。

6.根据权利要求1所述的一种太阳能供电微功耗无线温度载荷位移一体化变送器，其特征在于，所述变送器本体的底部两侧设置载荷传感器，在变送器本体的侧面连接安全栓。