CN2676169Y - 无线通信式螺杆泵井测试仪 - Google Patents

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CN2676169Y CN 200320111403 CN200320111403U CN2676169Y CN 2676169 Y CN2676169 Y CN 2676169Y CN 200320111403 CN200320111403 CN 200320111403 CN 200320111403 U CN200320111403 U CN 200320111403U CN 2676169 Y CN2676169 Y CN 2676169Y
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曹刚
师国臣
蒋召平
刘潮勇
王淼峰
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Abstract

本实用新型公开一种螺杆泵采油系统的测试仪—无线通信式螺杆泵井测试仪。它由传感器(1)、信号发射系统(2)和主机(3)组成，传感器(1)的输出端连信号发射系统(2)的输入端，信号发射系统(2)发射无线电波，主机(3)接收该无线电波。传感器(1)由圆筒形的弹性体(1－1)和两个桥式应变计(1－2)组成，桥式应变计(1－2)固化在弹性体(1－1)的表面上，两个桥式应变计(1－2)的输出端分别连接在信号发射系统(2)的两个输入端上。本实用新型将螺杆泵井光杆载荷测试信号以无线电波的形式发射和接收，传感器和主机之间不需要信号线连接，大大提高了测试的安全性和可靠性。本实用新型具有设计合理、工作可靠和容易推广实施的优点。

Description

无线通信式螺杆泵井测试仪
技术领域：本实用新型属于机械力学测试技术，具体涉及一种螺杆泵采油系统的测试仪。
背景技术：目前对螺杆泵采油井的光杆载荷测试一般都用有线传输式测试仪，这种测试仪虽然能实现扭矩和轴向力的测量，但是由于测量结果的信号需要通过信号线来传输，生产现场的运动部件容易造成信号线的损坏，所以这种测量方式安全性较差，而且现场安装测量仪和携带测量仪不方便。
实用新型内容：为了克服现有的有线传输式测试仪使用时安全性差和安装、携带不方便的缺陷，提供一种使用时安全可靠而且现场安装和携带方便的无线通信式螺杆泵井测试仪。它由传感器1、信号发射系统2和主机3组成，传感器1的输出端连信号发射系统2的输入端，信号发射系统2发射无线电波，主机3接收该无线电波，传感器1由圆筒形的弹性体1-1和两个桥式应变计1-2组成，桥式应变计1-2固化在弹性体1-1的表面上，两个桥式应变计1-2的输出端分别连接在信号发射系统2的两个输入端上。本实用新型传感器1在完井时通过测试变头6安装在驱动头7上，需要测试时，螺杆泵停机并把信号发射系统2安装在传感器1上，传感器1通过方卡5与螺杆泵井的光杆4固连，然后启动螺杆泵进行测试，光杆4的扭矩和轴向力的载荷变化通过传感器1被拾取并传给信号发射系统2，信号发射系统2将其转化为携带数据的无线电波后发送给放置在采油井附近的主机3上，测试完成后，螺杆泵停机，拆掉信号发射系统2。本实用新型将螺杆泵井光杆载荷测试信号以无线电波的形式发射和接收，传感器和主机之间不需要信号线连接，大大提高了测试的安全性和可靠性，测试过程中，测试人员可以远离井口，安全性更强，减少了连接电源线和信号线等环节，操作过程简便，本仪器具有动态显示、数据浏览、现场打印和数据存储及回放功能，可满足现场的各种需要，本实用新型具有设计合理、工作可靠和容易推广实施的优点。
附图说明：图1是本实用新型的结构示意图，图2是传感器1与信号发射系统2的连接结构示意图，图3是传感器1中桥式应变计1-2的电路图，图4是信号发射系统2中前置放大器2-1的电路图，图5是主机3的电路结构图。
具体实施方式一：下面结合图1、图2和图3具体说明本实施方式。它由传感器1、信号发射系统2和主机3组成，传感器1的输出端连信号发射系统2的输入端，信号发射系统2发射无线电波，主机3接收该无线电波。传感器1由圆筒形的弹性体1-1和两个桥式应变计1-2组成，桥式应变计1-2固化在弹性体1-1的表面上，两个桥式应变计1-2的输出端分别连接在信号发射系统2的两个输入端上。桥式应变计1-2由电源U、三个电阻(R2-R4)和可变电阻R1组成，电源U的正极连电阻R2的一端和电阻R4的一端，电阻R2的另一端连可变电阻R1的一端和输出端A，可变电阻R1的另一端连电阻R3的一端和电源U的负极，电阻R3的另一端连电阻R4的另一端和输出端B。传感器1的两组桥式应变计1-2分别用于检测扭矩和轴向力，通过固化在弹性体1-1表面上的可变电阻R1变形后阻值的变化测出扭矩或轴向力。
具体实施方式二：下面结合图2和图4具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同点是，信号发射系统2由二个相同的前置放大器2-1、模数转换电路2-2、单片机2-3和无线发射模块2-4组成，前置放大器2-1的输入端连接在桥式应变计1-2的输出端上，前置放大器2-1的输出端连接模数转换电路2-2的输入端，模数转换电路2-2的输出端连单片机2-3的输入端，单片机2-3的输出端连无线发射模块2-4的输入端。单片机2-3选用飞利浦公司生产的80C51系列单片机，无线发射模块2-4选用GSMD15的无线数传收发模块。前置放大器2-1由四个集成运算放大器(AR1-AR4)、十二个电阻(R5-R16)、电源+V、电源-V、电位器W1、电位器W2和电容C1组成，电阻R14的一端连桥式应变计1-2的输出端A，电阻R14的另一端连电阻R16的一端和集成运算放大器AR1的反相输入端，电阻R15的一端连桥式应变计1-2的输出端B，电阻R15的另一端连电阻R12的一端和集成运算放大器AR1的同相输入端，电阻R12的另一端接地，集成运算放大器AR1的输出端连电阻R16的另一端和电阻R6的一端，电阻R6的另一端连电阻R8的一端和集成运算放大器AR2的同相输入端，电阻R8的另一端接地，集成运算放大器AR2的反相输入端连电阻R7的一端和电阻R5的一端，电阻R5的另一端连集成运算放大器AR3的输出端和反相输入端，集成运算放大器AR3的同相输入端连电容C1的一端和电位器W1的滑动触头，电容C1的另一端接地，电位器W1的一端通过电阻R9连电源+V，电位器W1的另一端通过电阻R10连电源-V，集成运算放大器AR2的输出端连电阻R11的一端和集成运算放大器AR4的同相输入端，电阻R11的另一端连电位器W2的一端，电位器W2的滑动触头连电阻R7的另一端，电位器W2的另一端通过电阻R13接地，集成运算放大器AR4的反相输入端连集成运算放大器AR4的输出端。集成运算放大器(AR1-AR4)选用324系列的集成运算放大器。前置放大器采用差动放大器，这样有利于信号灵敏度的提高，消除干扰噪声，AR1及R16、R12、R14、R15构成第一级差动放大器，使电路的输出电压与桥式应变计的可变电阻的阻值的相对变化率呈很好的线性关系，利于A/D转换后的测量标定。
具体实施方式三：下面结合图5具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同点是，主机3由无线接收模块3-1、电平转换电路3-2、上位单片机3-3、打印机3-4、显示器3-5和数据存贮器3-6组成，无线接收模块3-1的输出端连电平转换电路3-2的输入端，电平转换电路3-2的输出端连上位单片机3-3的输入端，上位单片机3-3的一个输出端连打印机3-4的输入端，上位单片机3-3的另一个输出端连显示器3-5的输入端，上位单片机3-3的再一个输出端连数据存贮器3-6的输入端。无线接收模块3-1选用型号为GSMD15的无线数传模块，电平转换电路3-2选用美国MAXIN公司生产的型号为MAX232CPE的芯片，上位单片机3-3选用飞利浦公司生产的80C51系列单片机，打印机3-4、显示器3-5和数据存贮器3-6选用普通的打印机、液晶显示器和存贮器即可。

Claims (5)

1、一种无线通信式螺杆泵井测试仪，其特征是它由传感器(1)、信号发射系统(2)和主机(3)组成，传感器(1)的输出端连信号发射系统(2)的输入端，信号发射系统(2)发射无线电波，主机(3)接收该无线电波，传感器(1)由圆筒形的弹性体(1-1)和两个桥式应变计(1-2)组成，桥式应变计(1-2)固化在弹性体(1-1)的表面上，两个桥式应变计(1-2)的输出端分别连接在信号发射系统(2)的两个输入端上。
2、根据权利要求1所述的无线通信式螺杆泵井测试仪，其特征是桥式应变计(1-2)由电源(U)、三个电阻(R2-R4)和可变电阻(R1)组成，电源(U)的正极连电阻(R2)的一端和电阻(R4)的一端，电阻(R2)的另一端连可变电阻(R1)的一端和输出端(A)，可变电阻(R1)的另一端连电阻(R3)的一端和电源(U)的负极，电阻(R3)的另一端连电阻(R4)的另一端和输出端(B)。
3、根据权利要求1所述的无线通信式螺杆泵井测试仪，其特征是信号发射系统(2)由二个相同的前置放大器(2-1)、模数转换电路(2-2)、单片机(2-3)和无线发射模块(2-4)组成，前置放大器(2-1)的输入端连接在桥式应变计(1-2)的输出端上，前置放大器(2-1)的输出端连接模数转换电路(2-2)的输入端，模数转换电路(2-2)的输出端连单片机(2-3)的输入端，单片机(2-3)的输出端连无线发射模块(2-4)的输入端。
4、根据权利要求3所述的无线通信式螺杆泵井测试仪，其特征是前置放大器(2-1)由四个集成运算放大器(AR1-AR4)、十二个电阻(R5-R16)、电源(+V)、电源(-V)、电位器(W1)、电位器(W2)和电容(C1)组成，电阻(R14)的一端连桥式应变计(1-2)的输出端(A)，电阻(R14)的另一端连电阻(R16)的一端和集成运算放大器(AR1)的反相输入端，电阻(R15)的一端连桥式应变计(1-2)的输出端(B)，电阻(R15)的另一端连电阻(R12)的一端和集成运算放大器(AR1)的同相输入端，电阻(R12)的另一端接地，集成运算放大器(AR1)的输出端连电阻(R16)的另一端和电阻(R6)的一端，电阻(R6)的另一端连电阻(R8)的一端和集成运算放大器(AR2)的同相输入端，电阻(R8)的另一端接地，集成运算放大器(AR2)的反相输入端连电阻(R7)的一端和电阻(R5)的一端，电阻(R5)的另一端连集成运算放大器(AR3)的输出端和反相输入端，集成运算放大器(AR3)的同相输入端连电容(C1)的一端和电位器(W1)的滑动触头，电容(C1)的另一端接地，电位器(W1)的一端通过电阻(R9)连电源(+V)，电位器(W1)的另一端通过电阻(R10)连电源(-V)，集成运算放大器(AR2)的输出端连电阻(R11)的一端和集成运算放大器(AR4)的同相输入端，电阻(R11)的另一端连电位器(W2)的一端，电位器(W2)的滑动触头连电阻(R7)的另一端，电位器(W2)的另一端通过电阻(R13)接地，集成运算放大器(AR4)的反相输入端连集成运算放大器(AR4)的输出端。
5、根据权利要求1所述的无线通信式螺杆泵井测试仪，其特征是主机(3)由无线接收模块(3-1)、电平转换电路(3-2)、上位单片机(3-3)、打印机(3-4)、显示器(3-5)和数据存贮器(3-6)组成，无线接收模块(3-1)的输出端连电平转换电路(3-2)的输入端，电平转换电路(3-2)的输出端连上位单片机(3-3)的输入端，上位单片机(3-3)的一个输出端连打印机(3-4)的输入端，上位单片机(3-3)的另一个输出端连显示器(3-5)的输入端，上位单片机(3-3)的再一个输出端连数据存贮器(3-6)的输入端。
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