CN213041408U - 一种泥浆泵轴承温度采集装置 - Google Patents

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王建业
何洪涛
范寅聪
李玉红
于丽丽
尹文波
王治娟
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China Petrochemical Corp
Sinopec Oilfield Service Corp
Sinopec Shengli Petroleum Engineering Corp
Drilling Technology Research Institute of Sinopec Shengli Petroleum Engineering Corp
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Sinopec Oilfield Service Corp
Sinopec Shengli Petroleum Engineering Corp
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本实用新型提供一种泥浆泵轴承温度采集装置,该装置由非接触式热电阻温度传感器、多个传感器接口、隔离型温度变送器、液晶显示模块、集成电路芯片、无线数传模块、AC‑DC电源模块、声光报警模块组成。温度传感器采集现场信号,通过无线网络上传到监测服务器;数据采集单元实时接收轴承温度采集设备上传的温度信号,同时将数据输入到数据处理单元进行处理和判断,对于异常情况会以声光报警形式显示出来。根据数据结果,判断设备故障情况及故障原因。与现有温度采集装置相比,该系统具有组网方式多样、测量准确以及提供声光报警的特点。

Description

一种泥浆泵轴承温度采集装置
技术领域
本实用新型涉及石油钻井装置领域,尤其是一种泥浆泵轴承温度采集装置。
背景技术
钻井现场施工作业中,泥浆泵是钻井现场重要的动力设备之一,泥浆泵的运转情况直接影响了现场的施工速度及施工的安全性。而轴承的运转情况是泥浆泵运转情况判断的重要参数,轴承不居中或者轴承润滑不足都会导致轴承温度升高。一旦施工人员发现不及时,会导致泥浆泵故障从而引起更严重的后果。
目前,新型的泥浆泵大部分都已经配套了温度监测系统,但对于正在使用的老设备,对泥浆泵的轴承温度监测还没有很好的手段。近年来,一些设备使用者研发出一些温度监控系统,但都存在一定的缺陷。例如中国专利CN209416536U公开了《一种便携式泵轴承温度监测装置》,包括盒体和设置在轴瓦中的第一温度传感器、第二温度传感器、单片机、报警器、A/D转换器、无线通讯模块、交流转直流微型变压器。这些设备或只能独立监测轴承某个部位温度,无法真实反映轴承内部温度;或采集频率低、采集精度差,无法绘制温度曲线;或者数据只能进行展示无法进行存储;这些情况导致了装备管理水平的落后,影响了生产的效率,增加了生产成本。
实用新型内容
本实用新型的目的就是针对现有技术存在的问题,提供一种具有温度采集、实时数据展示及传输功能、安装方便、稳定性好、成本低的泥浆泵轴承温度采集装置。
本实用新型以泥浆泵轴承温度采集装置和监测服务器为核心,采用有线和ZIGBEE无线网络实现泥浆泵工作过程中对轴承温度的动态监控,实现监测数据的实时展示,同时根据采集的结果与设定的温度阈值进行比较,根据对比结果及时进行声光报警提醒,同时能够实现大量温度数据的连续存储。
为实现上述目的,本实用新型是通过采用以下技术方案方式实现的:
一种泥浆泵轴承温度采集装置,主要由温度传感器、传感器接口、隔离型温度变送器、液晶显示模块、集成电路芯片、无线数传模块、声光报警模块和AC-DC电源模块组成,其中:
所述温度传感器为多个分布在轴承上的非接触式热电阻传感器,每个温度传感器通过热拔插的方式连接在传感器接口上,传感器接口通过隔离型温度变送器将电阻信号转换为数字信号进行转换后与集成电路芯片连接;
所述集成电路芯片、无线数传模块、AC-DC电源模块焊接在一块PCB电路板上;
所述AC-DC电源模块对温度传感器、隔离型温度变送器、液晶显示模块、集成电路芯片、无线数传模块和声光报警模块集中供电。
上述方案进一步包括:
述集成电路芯片采用STC工业级芯片;所述无线数传模块采用ZIGBEE工业无线数据通讯模块;所述液晶显示模块采用SMC系列标准西文字符型液晶显示模块(LCM);所述AC-DC电源模块采用JME-AS0电源模块;所述声光报警模块由YMD-09蜂鸣器及LED发光二极管组成。
所述无线数传模块以.GHz无线网络传送到监控服务器;所述隔离型温度变送器以外置热拔插的方式连接在PCB电路板上。
所述PCB电路板封装在一个外壳中。
所述液晶显示模块、声光报警模块设置在外壳上,并以外置热拔插的方式连接在PCB电路板上。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
(1)该实用新型泥浆泵轴承温度采集装置通过多个部位的信号采集及计算,能够实时监控轴承各个部位的温度变化情况,更准确的判断故障点及故障原因。
(2)该实用新型泥浆泵轴承温度采集装置具有可靠的无线数据传输网络通道,可实现温度数据的实时采集、数据实时显示、分析、处理和存储。
(3)该实用新型泥浆泵轴承温度采集装置具有多设备同时在线组网的特点,可容纳65000个设备,并通过“多级跳”的方式实现数据传输。
(4)该实用新型泥浆泵轴承温度采集装置采用中国免费的2.4G频段,不需支付额外的运行费用
附图说明
图1为泥浆泵轴承温度采集装置结构示意图。
图中标记:1.温度传感器,2.传感器接口,3.隔离型温度变送器,4.液晶显示模块,5.集成电路芯片,6.无线数传模块,7.AC-DC电源模块,8.声光报警模块。
具体实施方式
下面结合附图做进一步的详细说明。
实施例1
参照附图1,一种泥浆泵轴承温度采集装置,主要由温度传感器1、传感器接口2、隔离型温度变送器3、液晶显示模块4、集成电路芯片5、无线数传模块6、声光报警模块8和AC-DC电源模块7组成,其中:
所述温度传感器1为多个分布在轴承上的非接触式热电阻传感器,每个温度传感器1通过热拔插的方式连接在传感器接口2上,传感器接口2通过隔离型温度变送器3将电阻信号转换为数字信号进行转换后与集成电路芯片5连接;
所述集成电路芯片5、无线数传模块6、AC-DC电源模块7焊接在一块PCB电路板上;
所述AC-DC电源模块7对温度传感器1、隔离型温度变送器3、液晶显示模块4、集成电路芯片5、无线数传模块6和声光报警模块8集中供电。
实施例2
在上述实施例1的基础上进一步包括:
述集成电路芯片5采用STC工业级芯片;所述无线数传模块6采用ZIGBEE工业无线数据通讯模块;所述液晶显示模块4采用SMC系列标准西文字符型液晶显示模块(LCM);所述AC-DC电源模块7采用JME5-A2S05电源模块;所述声光报警模块8由YMD-12095蜂鸣器及LED发光二极管组成。
所述无线数传模块6以2.4GHz无线网络传送到监控服务器;所述隔离型温度变送器3以外置热拔插的方式连接在PCB电路板上。
所述PCB电路板封装在一个外壳中。
所述液晶显示模块4、声光报警模块8设置在外壳上,并以外置热拔插的方式连接在PCB电路板上。
实施例3
一种泥浆泵轴承温度采集装置,主要由非接触式热电阻温度传感器1、多个传感器接口2、隔离型温度变送器3、液晶显示模块4、集成电路芯片5、无线数传模块6、AC-DC电源模块7、声光报警模块8组成,能够实现轴承温度的实时显示、实时传输、大数据存储以及声光报警。
该设备可以将采集的温度数据通过2.4GHz无线网络传送到监控服务器。
该设备安装了多个热拔插式的传感器接口,根据用户的需求可以自行调节传感器的个数,设备可以自动测算轴承两端的平均温度。
监控服务器由数据采集单元、设备监控单元、数据处理单元、数据整合单元、存储单元、历史数据查询单元组成,各单元由监控服务器统一调度,各单元通过监控服务器内部接口通讯。
多个传感器接2、集成电路芯片5、无线数传模块6、声光报警模块8、AC-DC电源模块7,焊接在一块PCB电路板上,并封装在一个金属外壳中。温度采集采用非接触式热电阻温度传感器加隔离型温度变送器,以外置热拔插的方式连接在PCB电路板上。全部模块整合为一个整体。
实施例4
参照附图1,本实用新型的泥浆泵轴承温度采集装置将液晶显示模块4、隔离型温度变送器3、无线数传模块6、传感器接口2、声光报警模块8、AC-DC电源模块7、分别连接在集成电路芯片5上,并将各模块焊接在一块PCB电路板上,由AC-DC电源模块7对上述各模块集中供电,然后将温度传感器1通过热拔插的方式接在传感器接口2上,并通过隔离型温度变送器3进行转换后与集成电路芯片5连接。
泥浆泵轴承温度采集装置安装了多个热拔插式的传感器接口2,可接多个温度传感器1,根据用户的需求可以自行增加温度传感器1的个数,泥浆泵轴承温度采集装置可以自动测算采集部位的平均温度。
集成电路芯片5采用STC工业级芯片。无线数传模块6采用ZIGBEE工业无线数据通讯模块,该设备特点是:通信距离远:最大传输距离2000米;抗干扰能力强:2.4G DSSS扩频技术;串口应用灵活:透明传输,最高波特率115200;发送模式灵活:广播发送或目标地址发送模式可选;节点类型灵活:中心节点、路由节点、终端节点可任意设置;组网能力强:星型网、树型网、链型网、网状网;网络容量大:16物理信道可选,65535个网络ID任意设置;最大数据包:256字节。
温度传感器1为非接触式热电阻传感器,该传感器测试温度范围为-50℃到100℃,响应时间50ms,具有防水、抗干扰的特性。
液晶显示模块4采用SMC系列标准西文字符型液晶显示模块(LCM),该模块采用点阵型液晶显示器(LCD),可显示16个字符X2行西文字符,字符尺寸为2.95X4.35(WXH)mm,内置HD44780及兼容芯片接口型液晶显示控制器,可与MCU单片机直接连接,广泛应用于各类仪器仪表及电子设备。
AC-DC电源模块7采用JME5-A2S05电源模块,该模块采用进口元器件,直流文波小、工作温度低、使用寿命长。
声光报警模块8由YMD-12095蜂鸣器及LED发光二极管组成,通过单片机软件实现温度异常声光报警。
工作过程:在数据采集之前,监测服务器对网络和泥浆泵轴承温度采集设备进行测试,在数据采集过程中,监测服务器定时进行网络监控和设备监控,并向泥浆泵轴承温度采集设备发送控制命令和测试命令。每个泥浆泵轴承温度采集装置都设置固定的设备地址,确保监测服务器接收到准确的数据,监测服务器也可以根据设备地址向泥浆泵轴承温度设备发送查询命令和控制命令。
在实际使用过程中,温度传感器1实时采集来自现场环境的温度数据,通过隔离型温度变送器3将被测设备温度隔离转换成按线性比例输出的单路标准直流电流信号,该芯片将收到的电流进行转换,处理成可读的字符型数据并进行加密,同时将加密好的数据储存在芯片FLASH区内。当监测服务器发送读取命令的时候,集成电路芯片5将加密好的数据输送到工业无线数传模块6上,该数据由无线方式传送到监测服务器上。监控服务器通过解密之前加密好的数据对采集到的温度数据进行处理,声光报警模块8发出声光报警,并以显示在监控器上。

Claims (5)

1.一种泥浆泵轴承温度采集装置,主要由温度传感器(1)、传感器接口(2)、隔离型温度变送器(3)、液晶显示模块(4)、集成电路芯片(5)、无线数传模块(6)、声光报警模块(8)和AC-DC电源模块(7)组成,其特征在于:
所述温度传感器(1)为多个分布在轴承上的非接触式热电阻传感器,每个温度传感器(1)通过热拔插的方式连接在传感器接口(2)上,传感器接口(2)通过隔离型温度变送器(3)将电阻信号转换为数字信号进行转换后与集成电路芯片(5)连接;
所述集成电路芯片(5)、无线数传模块(6)、AC-DC电源模块(7)焊接在一块PCB电路板上;
所述AC-DC电源模块(7)对温度传感器(1)、隔离型温度变送器(3)、液晶显示模块(4)、集成电路芯片(5)、无线数传模块(6)和声光报警模块(8)集中供电。
2.根据权利要求1所述的泥浆泵轴承温度采集装置,其特征在于:所述集成电路芯片(5)采用STC工业级芯片;所述无线数传模块(6)采用ZIGBEE工业无线数据通讯模块;所述液晶显示模块(4)采用SMC系列标准西文字符型液晶显示模块(LCM);所述AC-DC电源模块(7)采用JME5-A2S05电源模块;所述声光报警模块(8)由YMD-12095蜂鸣器及LED发光二极管组成。
3.根据权利要求2所述的泥浆泵轴承温度采集装置,其特征在于:所述无线数传模块(6)以2.4GHz无线网络传送到监控服务器;所述隔离型温度变送器(3)以外置热拔插的方式连接在PCB电路板上。
4.根据权利要求1或2、3所述的泥浆泵轴承温度采集装置,其特征在于:所述PCB电路板封装在一个外壳中。
5.根据权利要求1所述的泥浆泵轴承温度采集装置,其特征在于:所述液晶显示模块(4)、声光报警模块(8)设置在外壳上,并以外置热拔插的方式连接在PCB电路板上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113944545A (zh) * 2021-10-19 2022-01-18 河南柴油机重工有限责任公司 一种实时监测柴油机轴瓦温度的装置及方法

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