CN206531596U - 一种基于lora无线网络的石油荷载仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于LORA无线网络的石油荷载仪，涉及到石油生产设备监测领域。它包括振弦传感器、采集电路、LORA模块、LORA网关、网络服务器；振弦传感器与采集电路连接，采集电路与LORA模块连接，LORA模块与LORA网关连接，LORA网关与网络服务器无线连接；振弦传感器作为抽油杆的荷载测量，通过采集电路对振弦传感器进行数据采集，采集的数据通过LORA模块进行传输。本实用新型满足了安装的要求，同时荷载监测仪内部设计有振弦同步采集电路、无线通信电路，满足了测量要求。通过微型控制器的自动控制，可实现双路振弦传感器采集，并通过无线进行传输。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于LORA无线网络的石油荷载仪，涉及到石油生产设备监测领域。
背景技术
目前对石油生产设施建设的重视和关注，监管部门对于生产期间设备的工作效率、监测的要求也有所提高，其中对抽油杆的荷载监测需求随之而产生。其监测方法是：对抽油机悬点载荷随其位移变化规律的图形称为示功图，它是示功仪在抽油机一个抽吸周期内测取的封闭曲线。通过对示功图的分析、计算可判断抽油机的状态及工作效率情况。
传统的对抽油杆的监测系统发展较早，有一定的使用范围，其主要工作原理是：将抽油杆套装一个应变式测力传感器，并通过配套的采集仪采集测力传感器的数据变化，从而实现抽油杆荷载的监测。采集到数据后，通过ZIGBEE、GPRS等无线通信方式进行数据传输。
上述传统监测系统实现存在以下的不足：
首先传统监测系统安装难度较高，传统的测量传感器采用环形设计，安装时需要将抽油杆与总杆拆开后方将传感器套入在抽油杆上，通过传感器直接承压的方式进行测量。安装时需要抽油机暂停工作才能进行安装、维修，存在局限性。且由于传统监测系统使用的传感器属于电阻应变式原理，存在漂移及蠕变，需要定期标定、补偿传感器测量数据，因而难以满足抽油杆长时间、连续测量的要求。
在数据传输方面，传统监测方法采用ZIGBEE、GPRS方式进行传输，但ZIGBEE在石油油井环境下的通信距离、可靠性存在不足。GPRS在功耗控制、单个产品的成本上也存在不足。
综上所述，传统的监测在安装复杂度、系统稳定性、数据传输等方面存在一定的局限性，难以满足特定工况下的要求。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种基于LORA无线网络的石油荷载仪，利用振弦传感器采集抽油杆的荷载变化，并通过采集电路对振弦传感器数据进行采集，并通过LORA网络进行数据传输，实现了对抽油杆的荷载监测功能。
本实用新型为了实现上述目的，采用如下技术方案：
一种基于LORA无线网络的石油荷载仪，它包括振弦传感器、采集电路、LORA模块、LORA网关、网络服务器；
振弦传感器与采集电路连接，采集电路与LORA模块连接，LORA模块与LORA网关连接，LORA网关与网络服务器无线连接；
振弦传感器作为抽油杆的荷载测量，通过采集电路对振弦传感器进行数据采集，采集的数据通过LORA模块进行传输。
石油荷载仪采集到的数据通过LORA网络传输至LORA网关，网关管理多个石油荷载仪的数据收发情况，LORA网关通过网络将所有数据上传至网络服务器。
荷载监测仪内部设计有振弦采集电路，实现振弦采集的基本原理和方案是：微型控制器控制采集电路产生一系列的脉冲激励信号，使得振弦类传感器内部钢弦产生自由振荡，由钢弦自由振荡产生的振弦信号经过放大电路、滤波电路后，输入到模拟数字转换器中进行数值化采集，微型控制器通过对数值化采集的数据进行计算，得到振弦传感器的频率参数，以实现振弦数据采集的功能。
为了测量准确，就需要对两个传感器同步采集，荷载监测仪内部设计双路振弦采集电路，其实现方案是：设计两路独立的采集、控制电路，以实现两路传感器的同步测量，即同时对安装在抽油杆的两个传感器同步测量。
本实用新型的有益效果：
本实用新型满足了安装的要求，同时荷载监测仪内部设计有振弦同步采集电路、无线通信电路，满足了测量要求。通过微型控制器的自动控制，可实现双路振弦传感器采集，并通过无线进行传输。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图；
图2为本实用新型的安装示意图；
图2中 ：21是荷载仪；4是lora网关。
图3为本实用新型的LORA模块的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细描述：
一种基于LORA无线网络的石油荷载仪，它包括振弦传感器1、采集电路2、LORA模块3、LORA网关4、网络服务器5；
振弦传感器1与采集电路2连接，采集电路2与LORA模块3连接，LORA模块3与LORA网关4连接，LORA网关4与网络服务器5无线连接；
振弦传感器1作为抽油杆的荷载测量，通过采集电路2对振弦传感器进行数据采集，采集的数据通过LORA模块3进行传输。
石油荷载仪采集到的数据通过LORA网络传输至LORA网关4，网关管理多个石油荷载仪的数据收发情况，LORA网关4通过网络将所有数据上传至网络服务器5。
荷载监测仪内部设计有振弦采集电路，实现振弦采集的基本原理和方案是：微型控制器控制采集电路产生一系列的脉冲激励信号，使得振弦类传感器内部钢弦产生自由振荡，由钢弦自由振荡产生的振弦信号经过放大电路、滤波电路后，输入到模拟数字转换器中进行数值化采集，微型控制器通过对数值化采集的数据进行计算，得到振弦传感器的频率参数，以实现振弦数据采集的功能。
为了测量准确，就需要对两个传感器同步采集，荷载监测仪内部设计双路振弦采集电路，其实现方案是：设计两路独立的采集、控制电路，以实现两路传感器的同步测量，即同时对安装在抽油杆的两个传感器同步测量。
为满足无线传输的要求，举例方案是：LSD4WN-2N717M91，其是一款LoRaWAN EndNode模块，隶属于LSD4WN-2Nxxxxxx系列产品线。本模块集成了LoRaWANTM协议栈，符合LoRaAlliance发布的LoRaWANTM Specification 1.01 Class A标准，支持CLAA对LoRaWAN的应用扩展。硬件支持433~510MHz超宽频段（使用不同频段时，需要选择合适天线）。模块采用串行接口与用户设备进行数据、指令交互，可以方便地为用户提供快速LoRaWAN网络接入和无线数据等业务。LSD4WN-2N717M91模块具有功耗低、传输距离远、抗干扰能力强，适用于多种应用场合：物联网低功耗应用(IoT)、自动抄表、智慧城市、工业自动化、智能家居等。
安装方式：将荷载监测仪安装固定于抽油杆上，安装完毕后调整天线角度和位置。
打开荷载监测仪的电源开关，此时采集模块自动获取无线网络地址，并进行数据通信。
通过在无线管理端可设置荷载监测仪的采集间隔、采集方式等参数，启动后，荷载监测仪可实现自动测量、无线传输功能。
Claims (2)
1.一种基于LORA无线网络的石油荷载仪，其特征在于：它包括振弦传感器（1）、采集电路（2）、LORA模块（3）、LORA网关（4）、网络服务器（5）；
振弦传感器（1）与采集电路（2）连接，采集电路（2）与LORA模块（3）连接，LORA模块（3）与LORA网关（4）连接，LORA网关（4）与网络服务器（5）无线连接；
振弦传感器（1）作为抽油杆的荷载测量，通过采集电路（2）对振弦传感器进行数据采集，采集的数据通过LORA模块（3）进行传输。
2.根据权利要求1所述的基于LORA无线网络的石油荷载仪，其特征在于：石油荷载仪采集到的数据通过LORA网络传输至LORA网关（4），网关管理多个石油荷载仪的数据收发情况，LORA网关(4)通过网络将所有数据上传至网络服务器（5）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201621460160.5U CN206531596U (zh) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | 一种基于lora无线网络的石油荷载仪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201621460160.5U CN206531596U (zh) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | 一种基于lora无线网络的石油荷载仪 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206531596U true CN206531596U (zh) | 2017-09-29 |
Family
ID=59917005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201621460160.5U Active CN206531596U (zh) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | 一种基于lora无线网络的石油荷载仪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN206531596U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108412482A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-08-17 | 大庆市亿动科技有限公司 | 基于lora技术的油井综合参数测控系统 |
-
2016
- 2016-12-29 CN CN201621460160.5U patent/CN206531596U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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