CN209621305U

CN209621305U - 一种光电检测自动量油装置

Info

Publication number: CN209621305U
Application number: CN201920389752.XU
Authority: CN
Inventors: 孙宇丹
Original assignee: Daqing Normal University
Current assignee: Daqing Normal University
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2019-11-12
Anticipated expiration: 2029-03-26

Abstract

本实用新型的一种光电检测自动量油装置属于油井产量测量领域，包括量筒，量筒外侧壁上下对应位置设有2个与被测容器相连通的法兰，量筒外侧壁上设有光电传感器Ⅰ和光电传感器Ⅱ，光电传感器Ⅰ包括光电发射管Ⅰ和光电接收管Ⅰ，光电传感器Ⅱ包括光电发射管Ⅱ、光电接收管Ⅱ，光电传感器Ⅰ和光电传感器Ⅱ内均设有光电转换器、放大器、跟随器和比较器，光电传感器Ⅰ和光电传感器Ⅱ分别产生的外部中断Ⅰ和外部中断Ⅱ连接至单片机，单片机连接至时钟芯片、移位寄存器和蜂鸣器。装置基于光电传感器和STC89C51单片机，光电传感器在液位计的外壁上通过检测筒内光强来实现对筒内液位的测量，利用单片机定时器计算出两个外部中断之间的时间间隔而计算单井产液量。

Description

一种光电检测自动量油装置

技术领域

本实用新型涉及油井产量测量领域，特别涉及一种光电检测自动量油装置。

背景技术

石油开采过程中，需要准确测量油井产液量，从而掌握油井生产情况，确保供采平衡，如因测量油井产液量时间过长而导致油井开采周期延长，将严重影响油田的经济效益，虽然现代化油田中转站的计量间中已经安装了智能化、数字化检测仪器，但在传统的计量间内，受新设备成本、改造难度和改造周期等因素的限制，仍采取传统的人工计量手段，延长了测量时间，同时耗费大量的人力，测量结果更是不精确。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种光电检测自动量油装置。

本实用新型的一种光电检测自动量油装置，包括量筒，量筒外侧壁上下对应位置设有2个与被测容器相连通的法兰，量筒底部设有排污管，量筒外侧壁上设有光电传感器Ⅰ和光电传感器Ⅱ，光电传感器Ⅰ包括光电发射管Ⅰ和光电接收管Ⅰ，光电传感器Ⅱ包括光电发射管Ⅱ、光电接收管Ⅱ，光电传感器Ⅰ和光电传感器Ⅱ内均设有光电转换器、放大器、跟随器和比较器，光电传感器Ⅰ和光电传感器Ⅱ分别产生的外部中断Ⅰ和外部中断Ⅱ连接至单片机，单片机连接至时钟芯片、移位寄存器和蜂鸣器。

作为本实用新型的进一步改进，量筒的材质为透明材料。

作为本实用新型的进一步改进，光电传感器Ⅰ和光电传感器Ⅱ平行且相距0.3m。

作为本实用新型的进一步改进，单片机选用 STC89C51, 时钟芯片选用DS1302，移位寄存器选用74HC595。

作为本实用新型的进一步改进，光电转换器通过放大器连接至跟随器，跟随器连接至比较器。

本实用新型的一种光电检测自动量油装置，结构合理，实用性强，装置基于光电传感器和STC89C51单片机，在现有液位计的基础上进行改造，光电传感器在液位计的外壁上通过检测筒内光强来实现对筒内液位的测量，两组光电传感器产生的外部中断作为单片机的外部中断源，利用单片机定时器计算出两个外部中断之间的时间间隔，进而计算出单井产液量。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的系统整体框图；

图3为本实用新型的程序流程图；

图4为本实用新型的电路原理图；

图5为本实用新型的光电检测的总体电路；

图6为本实用新型的光电转换电路图；

图7为本实用新型的放大器电路图；

图8为本实用新型的跟随器电路图；

图9为本实用新型的LM393管脚图；

图10为本实用新型的比较器电路图。

具体实施方式

如图1-2所示，本实用新型的一种光电检测自动量油装置，包括量筒1，量筒1外侧壁上下对应位置设有2个与被测容器相连通的法兰2，量筒1底部设有排污管3，量筒1的材质为透明材料，量筒1外侧壁上设有光电传感器Ⅰ4和光电传感器Ⅱ5，或者通过外部装置将光电传感器Ⅰ4和光电传感器Ⅱ5分别固定于量筒1外侧相对应的位置上，光电传感器Ⅰ4和光电传感器Ⅱ5平行且相距0.3m，光电传感器Ⅰ4包括光电发射管Ⅰ6和光电接收管Ⅰ7，光电传感器Ⅱ5包括光电发射管Ⅱ8、光电接收管Ⅱ9，两组光电发射管和光电接收管分别设于量筒1外两侧相对位置上，光电传感器Ⅰ4和光电传感器Ⅱ5内均设有光电转换器10、放大器11、跟随器12和比较器13，光电转换器10通过放大器11连接至跟随器12，跟随器12连接至比较器13，光电传感器Ⅰ4和光电传感器Ⅱ5分别产生的外部中断Ⅰ14和外部中断Ⅱ15连接至单片机16，单片机16连接至时钟芯片17、移位寄存器18和蜂鸣器19，单片机16选用 STC89C51, 时钟芯片17选用DS1302，移位寄存器18选用74HC595。

如图5-10所示，光电转换器10为光电二极管，将激光通过量筒1后的光信号转换为电信号，量筒1内进入石油后，光强发生变化，光信号发生变化，电信号随之也会发生变化，然后将电信号输入至放大器11，放大器11作为电流——电压转换器，接着将电压输入至跟随器和比较器；需要2个这样相同的电路，分别用来检测石油通过量筒1的两个液面，两个电路将检测到的光强发生变化后的信号经过放大、除噪等一系列处理后送到比较器，比较器处理后才能送到单片机16的中断口，由单片机16和时钟芯片17来完成计时。

如图4所示， STC89C51单片机是一种低功耗、高性能的 8 位微处理器，片内资源丰富，可在线编程，是一种具有较高性价比的微处理器。将光电传感器Ⅰ4和光电传感器Ⅱ5与单片机16的两个外部中断接口 INT0和 INT1 连接，控制时钟芯片17的启动和停止；单片机 16的X1和 X2 端接 12MHz 晶振，与内部电路组成单片机工作时钟，单指令机器周期为1μs，并采用 30pF 电容保证晶振起振；9 脚 RESET 采用上电自动复位方式；P2.0～P2.2与时钟芯片 DS1302 连接，控制并读取时钟芯片17输出的时间；P1.0～P1.2 与移位寄存器74HC595连接，将单片机16输出的串行 8 位数字转换成并行 8 位数字来控制 8 段数码管；P0.0~P0.3 经三极管与共阳数码管连接，实现数码管的位选功能；P0.4 端口控制蜂鸣器19实现报警功能。

如图3所示，开始进行初始化，设置单片机16的两个外部中断、74HC595 和 DS1302控制字，此时数码管显示为零，等待外部中断 Ⅰ14；单片机16响应外部中断 Ⅰ14后，时钟芯片17开始计时，将时间分、秒的数据经单片机16送给 74HC595显示在数码管上；单片机16响应外部中断 Ⅱ15，停止读取DS1302 数据，此时数码管显示时间不变，蜂鸣器19报警，等待重启返回初始化程序。

本装置安装在缓冲罐底部，采用光电传感器对筒内液面进行检测，两组光电传感器相距0.3m，筒的材质为透明材料，光电发射管和光电接收管之间形成通路，当液面经过光电传感器Ⅰ4时，光电发射管Ⅰ6和光电接收管Ⅰ7之间被挡住，光电接收管Ⅰ7不导通，接收检测电路输出低电平，将此信号作为外部中断Ⅰ14并开始计时，随着液面的上升至光电传感器Ⅱ5，同理产生外部中断Ⅱ15并停止计时，利用单片机16的时钟芯片17计出两个外部中断之间的时间间隔，进而计算单井产液量，由以下公式得到单井产液量W：W=17900/t；本装置实现单井产液量的自动测量，极大改进了计量间的工作效率，可实现 60min 以内的时间测量，完全满足现场应用需求，具有广泛的推广价值。

Claims

1.一种光电检测自动量油装置，包括量筒（1），其特征在于量筒（1）外侧壁上下对应位置设有2个与被测容器相连通的法兰（2），量筒（1）底部设有排污管（3），量筒（1）外侧壁上设有光电传感器Ⅰ（4）和光电传感器Ⅱ（5），光电传感器Ⅰ（4）包括光电发射管Ⅰ（6）和光电接收管Ⅰ（7），光电传感器Ⅱ（5）包括光电发射管Ⅱ（8）、光电接收管Ⅱ（9），光电传感器Ⅰ（4）和光电传感器Ⅱ（5）内均设有光电转换器（10）、放大器（11）、跟随器（12）和比较器（13），光电传感器Ⅰ（4）和光电传感器Ⅱ（5）分别产生的外部中断Ⅰ（14）和外部中断Ⅱ（15）连接至单片机（16），单片机（16）连接至时钟芯片（17）、移位寄存器（18）和蜂鸣器（19）。

2.如权利要求1所述的一种光电检测自动量油装置，其特征在于量筒（1）的材质为透明材料。

3.如权利要求1所述的一种光电检测自动量油装置，其特征在于光电传感器Ⅰ（4）和光电传感器Ⅱ（5）平行且相距0.3m。

4.如权利要求1所述的一种光电检测自动量油装置，其特征在于单片机（16）选用STC89C51, 时钟芯片（17）选用DS1302，移位寄存器（18）选用74HC595。

5.如权利要求1所述的一种光电检测自动量油装置，其特征在于光电转换器（10）通过放大器（11）连接至跟随器（12），跟随器（12）连接至比较器（13）。