专利名称：一种警示仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自动控制技术领域，更具体地说，涉及一种警示仪。
背景技术：
警示仪是一种多参数综合安全防护仪器，普遍使用在国内石油行业井下施工中。[0003] 大多数的警示仪均功能单一，只具备显示和警示功能，而且大多为机械类防护仪表，综合类的安全防护仪器或仪表比较少见。 尤其在石油、地质勘探，各种钻机或修井机作业过程中，悬重和升降限位的控制对作业的安全非常重要，然而，综合指示悬重和升降限位功能，并且能够在控制超限时进行安全操作的仪表领域，就国内现状而言仍然是空白。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供一种警示仪，以实现警示仪兼容指重和限位功能，改善现有仪表功能单一的现状，并能在超载或超限运行时，控制相关阀体进行制动控制，实现钻机或修井作业机械超限安全保护。 —种警示仪，包括设有具备发出载重警示信号功能的第一单片机的指重部分和设有具备发出升限警示信号功能的第二单片机的防碰部分，还包括电源部分和具有第一隔离二极管及第二隔离二极管的报警控制部分，其中 所述第一单片机通过第一隔离二极管与报警控制部分连接，同时与所述电源部分连接； 所述第二单片机通过第二隔离二极管与报警控制部分连接，同时与所述电源部分连接。 优选地，所述指重部分包括[0010] 所述第一单片机； 用于测量钢丝绳张力的拉力传感器； 用于将所得到的所述张力对应的张力模拟信号转换成数字信号的数模转换器；[0013] 用于驱动显示器显示所述第一单片机处理运算所述数字信号得到的载重值的显示驱动器； 用于显示所述载重值的显示器； 用于设置报警参数及其他参数，并将参数信息传送给所述第一单片机处理的的第一参数设置装置。 优选地，所述防碰部分包括[0017] 所述第二单片机； 用于接收吊钩升降信号，并将所述升降信号传送到所述第二单片机的位置传感器； 用于设置升限位置报警参数及其他参数，并将参数信息传送给所述第二单片机处
3理的的第二参数设置装置。 优选地，所述第一隔离二极管与第二隔离二极管并联连接，用于控制所述指重部分或防碰部分的单独工作。 优选地，所述报警控制部分包括声光报警装置和保护控制输出装置， 所述声光报警装置用于接收由第一单片机根据第一参数设置装置的设定的载重
值或第二单片机根据第二参数设置装置设定的升限值，在超出载重值或超出升限值时发出
的报警信号，并发出声光报警指示； 所述保护控制输出装置用于在所述报警控制部分发出声光报警指示的同时，控制
驱动与所述警示仪相连的制动阀体动作。 优选地，所述电源部分具体为直流电压转换电源。 优选地，所述制动阀体为气动或液体阀体。 从上述的技术方案可以看出，本实用新型实施例综合了多种仪表的功能，指示并记录作业钻具载重和升降位置值，能够帮助作业人员及时准确掌握钻机或修井机在作业中的工作参数以判断钻具的工作状态，而且，在超重或超出限定位置时能实现钻机或修井作业机械超限安全保护，从而改变石油行业井下作业设备安全防护仪器功能单一的落后局面，改善设备的安全防护性能，有效避免重大安全事故的发生。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0028] 图1为本实用新型实施例公开的-[0029] 图2为本实用新型实施例公开的图； 图3为本实用新型实施例公开的图； 图4为本实用新型实施例公开的示意图； 图5为本实用新型实施例公开的图； 图6为本实用新型实施例公开的-[0034] 图7为本实用新型实施例公开的-
具体实施方式图1示出了警示仪的结构，包括[0036] 设有具备发出载重警示信号功能的第一单片机103的指重部分1A ;[0037] 设有具备发出升限警示信号功能的第二单片机109的防碰部分1B ;[0038] 电源部分1D和具有第一隔离二极管1031及第二隔离二极管1091的报警控制部
种警示仪的结构示意-种警示仪实现指重部分功能的电路结构示意
-种警示仪实现防碰部分功能的电路结构示意
-种警示仪实现报警控制部分功能的电路结构
-种警示仪实现电源部分功能的电路结构示意
种实现警示仪指重部分功能的流程图；种实现警示仪防碰部分功能的流程图。分1C，其中 指重部分1A :所述第一单片机103通过第一隔离二极管1031与报警控制部分1C连接，同时与电源部分1D连接； 防碰部分IB :所述第二单片机109通过第二隔离二极管1091与报警控制部分1C
连接，同时与电源部分1D连接。 图1还示出了指重部分1A，包括 拉力传感器101 :用于测量钢丝绳张力的拉力传感器； 数模转换器102 :用于将所得到的张力模拟信号转换成数字信号 第一单片机103 :用于处理运算所述数字信号得到载重值，设备一旦载荷过载，单
片机立即发出报警信号，通过报警控制装置发出声光报警信号，同时输出控制信号控制设
备刹车制动，防止超载； 显示驱动器104 :用于驱动显示器显示所述载重值； 显示器105 :用于显示所述载重值，所述显示器采用大液晶数字显示，直观清晰，并带有夜视背光源，可全天候工作。
第一参数设置装置106 :设置载重报警参数及其他参数，并将所述参数传送给所
述第一单片机处理，所述第一参数设置装置可以现场调整载荷的显示精度。
图1还示出了防碰部分1B，包括 位置传感器111 :用于接收吊钩升降信号； 第二单片机109 :用于处理运算所述升降信号，设备一旦升降超过限位值，单片机
立即发出声光报警信号，同时输出控制信号控制设备刹车制动，防止超限使用； 第二参数设置装置110 :用于设置升限位置报警参数及其他参数，并将所述参数
传送给第二单片机处理，所述第二参数设置装置可以现场调整载荷的显示精度。
图1还示出了报警控制部分1C : 声光报警装置107 :用于接收由第一单片机根据第一参数设置装置的设定的载重值或第二单片机根据第二参数设置装置设定的升限值，在超出载重值或超出升限值时发出的报警信号，并发出声光报警指示。 保护控制输出装置108 :与外围制动气动或液动阀体连接，在所述报警控制部分1C发出声光报警指示的同时，控制驱动相关制动阀体动作。 图1还示出了电源部分ID :因作业设备采用直流24V供电，故电源采用直流电压转换器(DC/DC)，其具有供电范围宽，稳定性好，温升低等优点，将24V电压转换成各种所需电压，供给各部分电路。 根据以上实施例可以看出本实用新型实施例指示并记录作业钻具指重和升降位置值，作业人员可及时准确掌握钻机或修井机在作业中的工作参数，判断钻具的工作状态，且在超重或超出限定位置时能控制气动或液动阀体，实现钻机或修井作业机械超限安全保护，从而改变石油行业井下作业设备安全防护仪器功能单一的落后局面，改善设备的安全防护性能，有效避免重大安全事故的发生。 图2示出了警示仪实现指重部分功能的一种电路连接方式拉力传感器与四线接口 CGQ2连接，接通A/D数模转换IC401， A/D采用带放大器的16位数模转换，直接将微弱信号(mV级)转换为数字信号，其输出信号通过三线串行口与单片机IC403连通，单片机IC403负责信号处理运算，显示信号串行输出，经接口 XS输出至显示驱动部分，液晶显示器 显示(显示原理省略)。为提高单片机的可靠性，防止单片机工作时死机，还增加带看门狗 复位电路的存储器IC402，使用S401-S405五个按键，可以方便输入各种参数，重要参数存 储在存储器IC402中，防止掉电丢失。报警控制信号经单片机IC403第7脚(P3. 3)输出至 DlOl。 图3示出了警示仪实现防碰部分功能的一种电路连接方式；位置传感器输出双路 信号与四线接口 CGQ1连接，经光电偶合器0101至单片机IC101，按键S101、S102接单片机 IC101第14、 15脚，设置升限报警预置，为提高可靠性，防止单片机工作时死机，还增加带看 门狗复位电路IC102。单片机根据输入双路位置信号，经处理运算，实时监控设备升降变化， 一旦升限超过报警值，第2脚(P3. 0)立即输出控制信号至报警控制部分D102。 图4示出了警示仪实现报警控制部分功能的一种电路连接方式；指重、防碰报警 控制信号，分别经隔离二极管DlOl、 D102至三极管N203输出两路， 一路至电阻R204、闪光 电路IC201、驱动三极管N202驱动报警指示灯LE匿201，报警时1HZ闪烁。另一路至电阻 R201、驱动N201驱动继电器JD201动作，控制气(液)动阀体。 图5示出了警示仪实现电源部分功能的一种电路连接方式；外部直流24V经二线 接口 DY，至防反接保护二极管D301输入，轻触开关S301，通过继电器JD301控制整机的开、 关，电源稳压部分采用直流DC/DC电压转换开关电路V301，将24V变为12V，再经三端稳压 块V301、V401、V501变为5V电压，供给各部分电路使用。 图6示出了一种实现警示仪指重部分功能的流程图，具体过程包括以下步骤 步骤601:开机； 步骤602 :单片机初始化； 步骤603 :数模转换处理，显示计算处理结果； 步骤604 :加载报警预置数值； 步骤605 :判断载重值是否超出报警数值，如果超出则进入步骤606 ;如果没有超 出，返回步骤604 ; 步骤606 :发出声光报警指示，控制相关阀体动作制动； 步骤607:结束。 图7示出了的一种实现警示仪防碰部分功能的流程图，具体过程包括以下步骤 步骤701:开机； 步骤702 :清除报警位置参数值； 步骤703 :设置报警位置值，储存报警值； 步骤704 :位置检测，方向判断，信号处理计算； 步骤705 :判断升降位置值是否超出报警数值，如果超出则进入步骤706 ;如果没 有超出，返回步骤704 ; 步骤706 :发出声光报警指示，控制相关阀体动作制动； 步骤707:结束。 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他 实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。 专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和 软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些 功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业 技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应 认为超出本实用新型的范围。 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新 型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定 义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因 此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理 和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求一种警示仪，其特征在于，包括设有具备发出载重警示信号功能的第一单片机的指重部分和设有具备发出升限警示信号功能的第二单片机的防碰部分，还包括电源部分和具有第一隔离二极管及第二隔离二极管的报警控制部分，其中所述第一单片机通过第一隔离二极管与报警控制部分连接，同时与所述电源部分连接；所述第二单片机通过第二隔离二极管与报警控制部分连接，同时与所述电源部分连接。
2. 根据权利要求1所述的警示仪，其特征在于，所述指重部分包括所述第一单片机；用于测量钢丝绳张力的拉力传感器；用于将所得到的所述张力对应的张力模拟信号转换成数字信号的数模转换器；用于驱动显示器显示所述第一单片机处理运算所述数字信号得到的载重值的显示驱动器；用于显示所述载重值的显示器；用于设置载重报警参数及其他参数，并将参数信息传送给所述第一单片机处理的的第一参数设置装置。
3. 根据权利要求1所述的警示仪，其特征在于，所述防碰部分包括所述第二单片机；用于接收吊钩升降信号，并将所述升降信号传送到所述第二单片机的位置传感器；用于设置升限位置报警参数及其他参数，并将参数信息传送给所述第二单片机处理的的第二参数设置装置。
4. 根据权利要求1所述的警示仪，其特征在于，所述第一隔离二极管与第二隔离二极管并联连接，用于控制所述指重部分或防碰部分的单独工作。
5. 根据权利要求1所述的警示仪，其特征在于，所述报警控制部分包括声光报警装置和保护控制输出装置，所述声光报警装置用于接收由第一单片机根据第一参数设置装置的设定的载重值或第二单片机根据第二参数设置装置设定的升限值，在所述警示仪监测的设备载荷超出所述设定的载重值时，接收所述第一单片机发出的相应的报警信号或所述设备升降位置超出所述设定的升限值时接收所述第二单片机发出的相应的报警信号，并发出声光报警指示；所述保护控制输出装置用于在所述报警控制部分发出声光报警指示的同时，控制驱动与所述警示仪相连的制动阀体动作。
6. 根据权利要求1所述的警示仪，其特征在于，所述电源部分具体为直流电压转换电源。
7. 根据权利要求5所述的警示仪，其特征在于，所述制动阀体为气动或液体阀体。
专利摘要本实用新型公开了一种警示仪，包括设有具备发出载重警示信号功能的第一单片机的指重部分、设有具备发出升限警示信号功能的第二单片机的防碰部分、电源部分和具有第一隔离二极管及第二隔离二极管的报警控制部分，其中所述第一单片机通过第一隔离二极管与报警控制部分连接，同时与电源部分连接；所述第二单片机通过第二隔离二极管与报警控制部分连接，同时与电源部分连接。本实用新型提供的警示仪综合多种仪表的功能，指示并记录作业钻具载重和升降位置值，帮助作业人员及时准确掌握钻机或修井机在作业中的工作参数，判断钻具的工作状态，在超重或超限位时能控制气动或液动阀体，实现钻机或修井作业机械超限安全保护。
文档编号E21F17/18GK201526338SQ20092015908
公开日2010年7月14日 申请日期2009年7月2日 优先权日2009年7月2日
发明者于文洋, 吕忠, 梁忠波, 王振刚, 马玉海 申请人:青岛辽青机电科技开发有限公司