CN205920164U - 手持式电阻率测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及测井领域，公开了一种手持式电阻率测试仪，包括主控单元，所述主控单元的输出端分别连接到恒流源单元和测量单元，所述主控单元的输入端与信号处理单元连接；所述测量单元还与恒流源单元和信号处理单元分别连接；所述数据计算装置与所述温度补偿装置相连接，所述温度补偿装置连接到人机交互单元；所述主控单元、测量单元和信号处理单元分别与供电单元连接，所述供电单元包括充电电路；所述测量单元还与探头连接。本实用新型充电后可手持完成测试工作；泥浆电阻率测量范围为0.005Ω·m～5Ω·m，解决传统电阻率测试仪精度差及无法准确测量0.005Ω·m~0.2Ω·m范围内的电阻率值问题。

Description

手持式电阻率测试仪

技术领域

本实用新型涉及测井领域，具体说是一种手持式电阻率测试仪。

背景技术

泥浆电阻率是测井的一个重要参数，它的准确与否直接影响到测井资料的解释质量和一些定量的分析。目前，国内各大测井公司已相继淘汰以往的泥浆杯与地面系统组合的测量方法，推出了自己的泥浆电阻率测量仪，如中国石油测井有限公司(CPL)生产的成套设备EILog-05使用了自主研发的泥浆测试仪，该测试仪在测量精度有了一定的提升。国际上的泥浆电阻率测量仪相对而言更加精密、准确，如Baker Hughes公司的成套测井装备Eclipse-5700都配备了相应的泥浆测试仪。大庆测井公司研制的泥浆电阻率测试仪在国产成套仪器慧眼1000的系统配套使用中已经有了不小的成果，但是上述传统的台式泥浆电阻率测试仪主要存在以下问题：当液体电阻率值过低时测量精度不足，无法准确测量0.005Ω·m～0.2Ω·m范围内的电阻率值，测量范围具有一定的局限性，不能适应高速发展的测井技术及市场的需要。

近年来，大庆测井公司不断向海外市场扩展业务。为了配合海外市场施工环境复杂、泥浆电阻率远低于大庆地区泥浆电阻率的特殊情况，未来所适用于更广阔的测井市场的泥浆电阻率测试仪，必须做到高精度及高可靠性，并具有强大的数据处理和控制功能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种手持式电阻率测试仪，以解决传统的台式泥浆电阻率测试仪需要进行系统整体连接、精度差及无法准确测量0.005Ω·m～0.2Ω·m范围内的电阻率值问题；另外，本实用新型还提供了一种电阻率测试仪探头，配合上述手持式电阻率测试仪完成测试工作。

本实用新型提供一种手持式电阻率测试仪，用于液体电阻率或者导电性能的测量，所述手持式电阻率测试仪包括：

主控单元，所述主控单元包括恒流源单元供电与控制装置、测量单元的通道选择装置、数据计算装置和温度补偿装置；所述主控单元的输出端通过所述恒流源单元供电与控制装置和所述测量单元的通道选择装置分别连接到恒流源单元和测量单元，所述主控单元的输入端通过所述数据计算装置与信号处理单元连接；所述测量单元还与恒流源单元和信号处理单元分别连接；所述数据计算装置与所述温度补偿装置相连接，所述温度补偿装置连接到人机交互单元；所述主控单元、测量单元和信号处理单元分别与供电单元连接，所述供电单元包括充电电路；所述测量单元还与探头连接；

其中，所述恒流源单元用于对测量单元提供恒定的电流；

其中，所述温度补偿装置用于将非标准温度得测量溶液温度转换为标准温度的电阻率；所述标准温度通过人机交互单元设置；

优选地，所述充电电路的充电电池为7.4V锂电池。

优选地，所述数据计算装置包括：

预采集模块，用于恒流源单元输出电流与预设值进行比较，确定恒流源单元输出电流大小；

正式采集模块，用所述预采集模块确定的恒流源单元输出电流作为放大增益采集数据；

数据计算模块，用于对所述正式采集模块输出的数据进行计算得到电阻率值；

其中，所述预采集模块的恒流源单元输出电流的范围为0～200mA，所述预设值由主控单元或信号处理单元设定。

优选地，所述信号处理单元包括：

绝对值电路，用于将测量单元测量得到的交流信号转换为直流信号；

滤波器，用于对所述直流信号进行噪声滤除。

优选地，所述信号处理单元还包括：

数据计算装置，用于测量单元的测量数据的计算，主控单元不再包括数据计算装置。

优选地，所述测量单元包括：

电阻率测量通道，用于采集测量溶液的电阻率信号；

温度测量通道，用于采集测量溶液的温度信号；

刻度电阻通道，用于比较所述电阻率信号和所述温度信号大小的基准值和所述电阻率信号和所述温度信号的计算；

其中，所述电阻率测量通道、温度测量通道和刻度电阻通道的选择通过主控单元进行控制。

所述供电单元还包括：

模拟电路电源，为模拟电路进行供电；

数字电路电源，为数字电路进行供电；

所述模拟电路电源为+5V和-5V；所述数字电路电源为+3.3V和+2.5V。

优选地，所述探头包括：吸头、电极座、绝缘管和吸管电极座；所述吸头套接在所述电极座上，所述电极座和吸管电极座通过螺钉固定在所述绝缘管上。

优选地，所述吸头具有弹性。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供一种手持式电阻率测试仪，手持式电阻率测试仪内部的供电单元包括充电电路，通过充电电路可以对本实用新型进行充电，电阻率测试仪工作时不必连接电源，充电后可手持完成测试工作；本实用新型的测量范围为0.005Ω·m～5Ω·m；测量范围为0.005Ω·m～1Ω·m时，相对误差小于±5％，测量范围为1Ω·m～5Ω·m时，相对误差小于±3％；解决传统电阻率测试仪精度差及无法准确测量0.005Ω·m～0.2Ω·m范围内的电阻率值问题，符合测井小队野外施工作业的要求，能够适应测井质量高标准的发展方向。

附图说明

通过以下参考附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点更为清楚，在附图中：

图1是本实用新型实施例的原理示意框图；

图2是本实用新型实施例的信号处理单元的示意框图；

图3是本实用新型另一实施例的信号处理单元的示意框图；

图4是本实用新型实施例的数据预采集的示意框图；

图5是本实用新型实施例的电阻率测试仪探头的结构示意图；

图6是本实用新型实施例的探头与手持式电阻率测试仪本体的装配示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是值得说明的是，本实用新型并不限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本实用新型。

此外，本领域普通技术人员应当理解，所提供的附图只是为了说明本实用新型的目的、特征和优点，附图并不是实际按照比例绘制的。

同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。

图1是本实用新型实施例的原理示意框图。如图1所示，所述主控单元1包括恒流源单元供电与控制装置11、测量单元的通道选择装置12、数据计算装置13和温度补偿装置14，主控单元1用于恒流源电路的供电与输出电流大小控制、测量电路通道的选择、数据计算处理和电阻率的温度补偿。

所述主控单元1的输出端通过恒流源单元供电与控制装置11和测量单元的通道选择装置12分别连接到恒流源单元2和测量单元3。恒流源单元供电与控制装置11为恒流源单元进行供电，并控制恒流源单元输出的电流大小；恒流源单元2用于对测量单元3提供恒定的电流。测量单元3还与探头7连接，探头用于温度和电阻率的测量。

所述主控单元1的输入端通过数据计算装置13与信号处理单元4连接；测量单元3还与恒流源单元2和信号处理单元4分别连接；数据计算装置13与温度补偿装置14相连接，所述温度补偿装置14连接到人机交互单元6；所述主控单元1、测量单元3和信号处理单元4分别与供电单元5连接，供电单元5用于主控单元1、测量单元3和信号处理单元4供电，供电单元5还包括充电电路51；充电电路51内置7.4V锂电池，充电后可手持完成测试工作，工作时不需要将电阻率测试仪再连接到电源上，同时所述供电单元5还包括模拟电路电源和数字电路电源，模拟电路电源为模拟电路进行供电，所述模拟电路电源为+5V和-5V；数字电路电源，为数字电路进行供电，所述数字电路电源为+3.3V和+2.5V；所述温度补偿装置14，测量溶液温度不是标准温度，则转换为标准温度的电阻率；所述标准温度通过人机交互单元6设置，人机交互单元6包括按键和液晶显示LCD12864模块，可以实现功能菜单和测量结果的显示，结果的读取明确直观。

图2是本实用新型实施例的信号处理单元的示意框图。如图2所示，信号处理单元4只包括绝对值电路41和滤波器42，绝对值电路41用于将测量单元3测量得到的正弦信号转换为直流信号；滤波器42用于对所述直流信号进行噪声滤除，将经过滤波器的信号输入主控单元1中。

图3是本实用新型另一实施例的信号处理单元的示意框图。如图3所示，信号处理单元4除了包括绝对值电路41和滤波器42，还包括数据计算装置13，绝对值电路41用于将测量单元3测量得到的正弦信号转换为直流信号；滤波器42用于对所述直流信号进行噪声滤除，数据计算装置13将经过滤波器的信号进行运算处理，然后再传输到主控单元1中，此时主控单元1不再包括数据计算装置13。

图4是本实用新型实施例的数据预采集的示意框图。如图4所示，数据计算装置13包括预采集模块13a、正式采集模块13b和数据计算模块13c，在预采集模块13a中，恒流源单元2输出电流与预设值进行比较，确定恒流源单元2输出电流大小，确定恒流源单元2输出电流大小后，预采集模块13a不再进行工作，切换到正式采集模块13b；在正式采集模块13b中，用所述预采集模块13a确定的恒流源单元2输出电流作为放大增益采集数据；其中，所述预采集模块的恒流源单元2输出电流的范围为0～200mA，所述预设值由图1中的主控单元1或信号处理单元4设定，预采集模块13a和正式采集模块13b的切换通过主控单元1进行控制。

进一步地，对数据的采集过程进行详细描述。每次刚开始进行测量时，恒流源单元供电与控制装置11控制恒流源单元2输出一个较小的电流，所述电流作为测量单元3的电阻率测量通道31所测数据的放大增益系数，放大后的测量数据经过信号处理单元4得到滤波后的直流信号，所述直流信号通过预采集模块13a后与设定值进行比较，若大于设定值，则通过恒流源单元供电与控制装置11降低恒流源单元2的输出电流，若小于设定值，则通过恒流源单元供电与控制装置11增加恒流源单元2的输出电流；也可说，对于测量单元3的电阻率测量通道31测量到的数据比较小时，通过恒流源单元2提供较大的放大增益，对于测量单元3的电阻率测量通道31测量到的数据比较大时，通过恒流源单元2提供较小的放大增益，这样使所有的数据都保持在一个合理的范围内，保证数据测量的准确性。刻度电阻通道32，用于比较所述电阻率信号和所述温度信号大小的基准值，并用于所述电阻率信号和所述温度信号的计算；温度测量通道33，用于采集测量溶液的温度信号，所述温度信号用于温度补偿装置14进行温度补偿。

图5是本实用新型实施例的电阻率测试仪探头的结构示意图。如图5所示，探头包括橡胶吸头a、电极座b、绝缘管c和吸管电极座d；橡胶吸头a套接在所述电极座b上，电极座b和吸管电极座d通过螺钉固定在所述绝缘管c上。

图6是本实用新型实施例的探头与手持式电阻率测试仪本体的装配示意图。如图6所示，探头B连接到手持式电阻率测试仪A上，温度传感器D通过连接线C连接到手持式电阻率测试仪A上。

下面结合图6对本实用新型的使用过程进行简单描述，用探头B吸取溶液，将探头B固定在手持式电阻率测试仪A恒流源电源的输出端上，插上温度传感器D，温度传感器D置于溶液中，静待2～3分钟，打开手持式电阻率测试仪的电源，进行电阻率测量。

表1是在室温下手持式电阻率测试仪连接电阻箱的测试数据表。在室温下，手持式电阻率测试仪连接电阻箱进行测试，供电电压AC220V，50Hz。手持式电阻率测试仪的测量精度在0.005Ω·m～1Ω·m范围内，相对误差小于±5％；在1Ω·m～5Ω·m范围内，相对误差小于±3％。由测试数据表1中可以看出，测试仪的测量范围0.004Ω·m到10Ω·m，在0.05Ω·m以上，测量最大误差为0.19％。

表1

表2为在室温下的标准溶液校准试验数据表，在室温条件下，手持式电阻率测试仪在1Ω·m～5Ω·m范围内，相对误差必须小于±3％。由以上数据可看出，手持式电阻率测试仪仪器稳定，测量数据的误差满足要求。

表2

以上所述实施例仅为表达本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形、同等替换、改进等，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种手持式电阻率测试仪，其特征在于，包括主控单元（1），其特征在于：所述主控单元（1）包括恒流源单元供电与控制装置（11）、测量单元的通道选择装置（12）、数据计算装置（13）和温度补偿装置（14）；所述主控单元（1）的输出端通过所述恒流源单元供电与控制装置（11）和所述测量单元的通道选择装置（12）分别连接到恒流源单元（2）和测量单元（3），所述主控单元（1）的输入端通过所述数据计算装置（13）与信号处理单元（4）连接；所述测量单元（3）还与恒流源单元（2）和信号处理单元（4）分别连接；所述数据计算装置（13）与所述温度补偿装置（14）相连接，所述温度补偿装置（14）连接到人机交互单元（6）；所述主控单元（1）、测量单元（3）和信号处理单元（4）分别与供电单元（5）连接，所述供电单元（5）包括充电电路（51）；所述测量单元（3）还与探头（7）连接；

其中，所述恒流源单元（2）用于对测量单元（3）提供恒定的电流；所述温度补偿装置（14），用于将非标准温度得测量溶液温度转换为标准温度的电阻率；所述标准温度通过人机交互单元（6）设置。

2.根据权利要求1所述的手持式电阻率测试仪，其特征在于，所述数据计算装置（13）置于信号处理单元（4）中，用于测量单元（3）的测量数据的计算。

3.根据权利要求1所述的手持式电阻率测试仪，其特征在于，所述测量单元（3）包括：

电阻率测量通道（31），用于采集测量溶液的电阻率信号；

刻度电阻通道（32），用于比较所述电阻率信号和所述温度信号大小的基准值和所述电阻率信号和所述温度信号的计算；

温度测量通道（33），用于采集测量溶液的温度信号；

其中，所述电阻率测量通道、温度测量通道和刻度电阻通道通过主控单元（1）进行选择。

4.根据权利要求1所述的手持式电阻率测试仪，其特征在于，所述信号处理单元（4）包括：

绝对值电路（41），用于将测量单元（3）测量得到的交流信号转换为直流信号；

滤波器（42），用于对所述直流信号进行噪声滤除。

5.根据权利要求1所述的手持式电阻率测试仪，其特征在于，所述供电单元（5）还包括：

模拟电路电源，为模拟电路进行供电；

数字电路电源，为数字电路进行供电。

6.根据权利要求1所述的手持式电阻率测试仪，其特征在于，所述充电电路（51）的充电电池为7.4V锂电池。

7.根据权利要求1所述的手持式电阻率测试仪，其特征在于，所述数据计算装置（13）包括：

预采集模块（13a），用于恒流源单元（2）输出电流与预设值进行比较，确定恒流源单元（2）输出电流大小；

正式采集模块（13b），用所述预采集模块确定的恒流源单元（2）输出电流作为放大增益采集数据；

数据计算模块（13c），用于对正式采集模块（13b）输出的数据进行计算得到电阻率值；

其中，所述预采集模块（13a）的恒流源单元（2）输出电流的范围为0～200mA，所述预设值由主控单元（1）或信号处理单元（4）设定。

8.根据权利要求5所述的手持式电阻率测试仪，其特征在于，所述模拟电路电源为+5V和-5V；所述数字电路电源为+3.3V和+2.5V。

9.根据权利要求1所述的手持式电阻率测试仪，其特征在于，所述探头（7）包括：吸头（a）、电极座（b）、绝缘管（c）和吸管电极座（d）；所述吸头（a）套接在所述电极座（b）上，所述电极座（b）和吸管电极座（d）通过螺钉固定在所述绝缘管（c）上。

10.根据权利要求9所述的手持式电阻率测试仪探头，其特征在于，所述吸头（a）具有弹性。