CN2725877Y - 一种全储层取样测试器的数据采集电路 - Google Patents

一种全储层取样测试器的数据采集电路 Download PDF

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马建国
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张家田
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Abstract

一种全储层取样测试器的数据采集电路，由DSP模块、程序和数据存储电路、电平转换电路、数据采集和转换模块、传感器模块、电源电路构成，传感器模块的输出信号包括样品管线压力、泵压和封隔器压力，它们作为数据采集和转换模块的输入信号，其中数据采集和转换模块主要由放大电路和A/D转换电路组成，压力信号通过放大电路放大后，输入A/D转换电路，A/D转换电路的输出连接DSP模块，其中A/D转换模块的通道选择由DSP控制，实现了分时对样品管线压力、泵压、封隔器压力进行模数转换，能够对地层测试器的管线压力、泵压、封隔器压力进行高精度数据采集。

Description

一种全储层取样测试器的数据采集电路
技术领域
本实用新型涉及一种用于地层测试器的数据采集电路。
背景技术
地层测试器的关键技术是提取出原始的纯地层流体样品，而只有提高压力的测量精度，才能准确判断出所提取的样品是否为真实的纯地层流体。本实用新型采用了16位A/D和40位扩展精度浮点DSP，比现有的8位字长的采集系统的精度提高了200多倍。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种全储层取样测试器的数据采集电路，它能够对地层测试器的管线压力、泵压、封隔器压力进行高精度数据采集。
实现本实用新型目的的技术方案：
一种全储层取样测试器的数据采集电路，包括DSP芯片IC1、数据和程序存储芯片IC2、电平转换芯片IC3、晶体振荡器IC4、电源电路IC5、数据采集和转换模块IC6、驱动电路IC7-1，其特征是DSP芯片IC1的地址线A0～A18与数据和程序存储芯片IC2的地址线A0～A18相连，DSP芯片IC1的数据线D0～D7通过电平转换芯片IC3与数据和程序存储芯片IC2的数据线D0～D7相连，DSP芯片IC1的CLKX0引脚通过上拉电阻R1、R2以及驱动电路IC7-1与数据和程序存储芯片IC2的 OE使能引脚相连；DSP芯片IC1的R/ W引脚与数据和程序存储芯片IC2的 WE引脚以及电平转换芯片IC3的DIR引脚相连；DSP芯片IC1的地址线A19与电平转换芯片IC3的 OE引脚相连；电源电路IC5分别与DSP芯片IC1的电源引脚CVDD、DVDD以及复位脚 RESET相连；数据采集和转换模块IC6分别与DSP芯片IC1的XF0、XF1、TCLK0、INT1、DR0、DX0引脚相连；此外DSP芯片IC1采用外部时钟方式，其EXTCLK引脚与晶体振荡器IC4相连，XIN引脚与地相连。
其中数据采集和转换模块电路由放大电路U10、U14，模数转换器AD974，压力传感器以及电阻、电容组成，AD974的通道选择由DSP芯片IC1的XF0、XF1引脚控制；AD974的启动信号由DSP芯片IC1通过内部定时器TCLK0通过定时实现；AD974的 BUSY引脚通过电阻分压后与DSP芯片IC1的INT1相连，即数据转换结束后，DSP中断接收数据，其中数据由AD974的DATA引脚输出，通过电阻分压后，送入DSP的DR0引脚，接收数据时钟由AD974的DATAC引脚通过电阻分压后，由IC1的DX0引脚送入DSP芯片。
附图说明
图1是全储层取样测试器的数据采集电路的原理框图。
图2是全储层取样测试器的数据采集电路的电路原理图。
图3是数据采集和转换模块具体电路图。
具体实施方式
本实用新型的原理框图如图1所示，包括DSP模块、程序和数据存储电路、电平转换电路、数据采集和转换模块、传感器模块、电源电路，其中DSP模块是各电路的控制和连接中心，控制其完成各自的功能，并且进行相应的数据处理；程序和数据存储电路由非易失性随机存储器(简称NVRAM)构成，用于存储程序和数据；电平转换电路用于实现DSP模块与NVRAM之间的电平转换；传感器模块采用耐压100MPa的YC系列传感器，用于采集样品管线压力、泵压、封隔器压力；数据采集和转换模块主要由放大电路和A/D转换电路组成，首先由放大电路对压力传感器采集到的信号进行放大，然后由A/D转换电路将放大后的压力信号变成数字信号，其中A/D电路采用16位、四通道的AD芯片，可分时对放大后的压力信号进行模数转换；电源电路用于提供其它电路所需的直流电源。
本实用新型的电路原理图如图2所示，包括DSP芯片IC1、数据和程序存储芯片IC2、电平转换芯片IC3、晶体振荡器IC4、电源电路IC5、数据采集和转换模块IC6、驱动电路IC7-1。其中DSP芯片IC1的地址线A0～A18与数据和程序存储芯片IC2的地址线A0～A18相连，DSP芯片IC1的数据线D0～D7通过电平转换芯片IC3与数据和程序存储芯片IC2的数据线D0～D7相连。DSP芯片IC1的CLKX0引脚通过上拉电阻R1、R2以及驱动电路IC7-1与数据和程序存储芯片IC2的 OE使能引脚相连；DSP芯片IC1的R/ W引脚与数据和程序存储芯片IC2的 WE引脚以及电平转换芯片IC3的DIR引脚相连；DSP芯片IC1的地址线A19与电平转换芯片IC3的 OE引脚相连。电源电路IC5分别与DSP芯片IC1的电源引脚CVDD、DVDD以及复位脚 RESET相连；数据采集和转换模块IC6分别与DSP芯片IC1的XF0、XF1、TCLK0、INT1、DR0、DX0引脚相连；此外DSP芯片IC1采用外部时钟方式，其EXTCLK引脚与晶体振荡器IC4相连，XIN引脚与地相连。
DSP芯片IC1采用TMS320VC33芯片，工作电压为+3.3V，而数据和程序存储芯片IC2采用NVRAM芯片，工作电压为+5V，因此在DSP芯片IC1与数据和程序存储芯片IC2的数据总线之间加入电平转换芯片IC3，实现了+3.3V和+5V电平的转换。其中数据和程序存储芯片IC2和电平转换芯片IC3的 OE、 WE、DIR引脚由DSP芯片IC1控制，当DSP读取数据和程序存储芯片IC2内部的数据和程序时，DSP置CLKX0引脚为高电平，通过驱动电路IC7-1使IC2的引脚 OE为低电平，这时DSP的R/ W引脚为高电平，即数据和程序存储芯片IC2和电平转换芯片IC3的 WE、DIR引脚为高电平，IC2处于读状态，电平转换芯片IC3由其DIR引脚控制使数据由IC2到IC1，实现DSP读取外部数据和程序；当DSP给数据和程序存储芯片IC2写数据时，DSP置CLKX0引脚为低电平，通过驱动电路IC7-1使IC2的 OE引脚为高电平，这时DSP的R/ W引脚为低电平，即IC2和IC3的 WE、DIR引脚也为低电平，IC2处于写状态，IC3由其DIR引脚控制使数据由IC1到IC2，实现DSP对外部存储器写数据。
电源电路IC5用于提供DSP芯片IC1的工作电压+3.3V、+1.8V，同时与DSP芯片的 RESET引脚相连，用于上电复位。
数据采集和转换模块电路原理如图3所示，由放大电路U10、U14，模数转换器AD974，压力传感器以及电阻、电容组成。本实用新型采用3个耐压100MPa的YC系列传感器分别用于测量样品管线压力、泵压和封隔器压力。数据采集和转换模块的工作过程如下：首先由3个压力传感器分别测量出样品管线压力、泵压、封隔器压力；其次通过放大电路U10、U14构成的两级放大电路将三路压力信号分别放大400倍；最后将放大后的信号分别送到AD974的输入端，由AD974分时对三路信号进行转换，并送入DSP进行处理。
如图2、图3所示，AD974的通道选择由DSP芯片IC1的XF0、XF1引脚控制；AD974的启动信号由DSP芯片IC1通过内部定时器TCLK0通过定时实现；AD974的 BUSY引脚通过电阻分压后与DSP芯片IC1的INT1相连，即数据转换结束后，DSP中断接收数据，其中数据由AD974的DATA引脚输出，通过电阻分压后，送入DSP的DR0引脚，接收数据时钟由AD974的DATAC引脚通过电阻分压后，由IC1的DX0引脚送入DSP芯片。

Claims (2)

1.一种全储层取样测试器的数据采集电路，包括DSP芯片IC1、数据和程序存储芯片IC2、电平转换芯片IC3、晶体振荡器IC4、电源电路IC5、数据采集和转换模块IC6、驱动电路IC7-1，其特征是DSP芯片IC1的地址线A0～A18与数据和程序存储芯片IC2的地址线A0～A18相连，DSP芯片IC1的数据线D0～D7通过电平转换芯片IC3与数据和程序存储芯片IC2的数据线D0～D7相连，DSP芯片IC1的CLKX0引脚通过上拉电阻R1、R2以及驱动电路IC7-1与数据和程序存储芯片IC2的 OE使能引脚相连；DSP芯片IC1的R/ W引脚与数据和程序存储芯片IC2的WE引脚以及电平转换芯片IC3的DIR引脚相连；DSP芯片IC1的地址线A19与电平转换芯片IC3的 OE引脚相连；电源电路IC5分别与DSP芯片IC1的电源引脚CVDD、DVDD以及复位脚 RESET相连；数据采集和转换模块IC6分别与DSP芯片IC1的XF0、XF1、TCLK0、INT1、DR0、DX0引脚相连；此外DSP芯片IC1采用外部时钟方式，其EXTCLK引脚与晶体振荡器IC4相连，XIN引脚与地相连。
2、如权利要求1所述的一种全储层取样测试器的数据采集电路，其特征是数据采集和转换模块电路由放大电路U10、U14，模数转换器AD974，压力传感器以及电阻、电容组成，AD974的通道选择由DSP芯片IC1的XF0、XF1引脚控制；AD974的启动信号由DSP芯片IC1通过内部定时器TCLK0通过定时实现；AD974的 BUSY引脚通过电阻分压后与DSP芯片IC1的INT1相连，即数据转换结束后，DSP中断接收数据，其中数据由AD974的DATA引脚输出，通过电阻分压后，送入DSP的DR0引脚，接收数据时钟由AD974的DATAC引脚通过电阻分压后，由IC1的DX0引脚送入DSP芯片。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104594889A (zh) * 2014-11-13 2015-05-06 西安精实信石油科技开发有限责任公司 一种准确测定油井剩余油储集位置的装置及其方法

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