免维护无线载荷位移一体化传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及传感器技术领域，特别是指一种免维护无线载荷位移一体化传感器。
【背景技术】
[0002]抽油机是开采石油的一种机器设备，俗称“磕头机”，通过加压的办法使石油出井。在图3中7为抽油杆、8位方卡子、9为钢丝绳、10为悬绳器、11为太阳能板、13为载荷位移传感器，具体结构如图3所示。图2为抽油机系统的结构示意图，抽油机I为偏心连杆机构，通常由普通异步父流电动机直接驱动，抽油机I将电机的旋转运动转化为抽油机I头部的上下运动，通过钢丝绳2拉动抽油杆5，抽油杆5再带动抽油泵6做固定周期的垂直往复运动，在下行时油管4弹性伸长向下运动，靠油层压力向抽油泵6内渗油，上行时油管4弹性收缩向上运动将油提升，使石油在一定的动压力下被抽到地面。当油管4内出现积蜡或杂物堵塞，就会卡住抽油杆5，严重的还会造成钢丝绳2断裂或抽油机I的电机烧坏。在驴头3处安装本载荷位移一体化传感器，能够做到以下几方面:(故障判断和计产两个大的方面)
[0003]全天候数据采集，随时掌握油井工作情况，避免油井无效生产，最大限度的节约能源，提尚油井生广效率。
[0004]解决目前人工采集参数不及时、精度低的问题，实现油井工作状态远程监控，降低工人劳动强度，提高工作效率。
[0005]通过实时监测油井工况异常变化，报警提示值班人员控制抽油机启停等，确保生产安全，减少事故时损失。
[0006]将采集到的载荷信号和位移信号进行配对，从而得到抽有机功图，反应抽油机的工作状态，作为调整抽油机工作频率的参考，达到节能降耗的目的。
[0007]通过采样数据得到的数据与计产软件配合，能够直接计算出井口的产液量。
[0008]传统的载荷位移传感器需要外接电源线及信号线，连接线会随着钢丝运动，时间一长，很容易造成连接线磨损，无法保证长期稳定工作。现有的无线方式有两种供电方式:只装电池和电池配合太阳能板，这两种方式都需要电池，电池的缺点在于不环保、并且需要定期更换，浪费人力成本。(电池或充电电池+太阳能板)
[0009]另外，靠机械运动发电来供电的拉力传感器，其缺点结构复杂、机械运动对供电不能保证长期的稳定性，只停留在理论基础上，目前没有形成能够实用的产品。
[0010]针对现有载荷、位移传感器的特点:结构复杂、易损坏、供电成本高等缺点，传统的载荷位移传感器需要外接电源线及信号线，连接线会随着钢丝运动，时间一长，很容易造成连接线磨损，无法保证长期稳定工作。
[0011]现有的无线方式有两种供电方式:只装电池和电池配合太阳能板，这两种方式都需要电池，电池的缺点在于不环保、并且需要定期更换，浪费人力成本。
[0012]另外，靠机械运动发电来供电的拉力传感器，其缺点结构复杂、机械运动对供电不能保证长期的稳定性，只停留在理论基础上，目前没有形成能够实用的产品。
【发明内容】
[0013]本发明的目的是提供一种原油气液分离装置，解决长时间数据稳定实时无线传输，节能环保，免维护，安装使用简便。
[0014]为了实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案:一种免维护无线载荷位移一体化传感器，用于测试抽油机抽油杆载荷和抽油机冲程的一种载重和位移的传感器，包括电源部分、信号处理部分和传感器组件，所述电源部分包括太阳能装置、与太阳能装置连接的稳压电路和与稳压电路连接的开关电源；所述信号处理部分包括超低功耗单片机组成的信号处理电路、压力调理采集电路、以及无线通讯电路，所述传感器组件包括加速度传感器及压力传感器，它将称重传感器和位移传感器集成到一起。
[0015]其中，所述电源部分还包括与稳压电路连接的保护电路，与保护电路连接的法拉电容。
[0016]其中，所述无线通讯电路上连接有天线。
[0017]本发明的传感器在使用时需要安装在抽油杆的悬绳器上，抽油杆所有的压力都作用在压力传感器上，利用A/D模块采集压力的变化，再通过信号处理模块计算出压力的大小，另一方面随着钢丝绳的上下运动，通过加速度传感器测量抽杆的加速度，对加速度进行二次积分，再根据抽油杆往复运动的特点，得出各层积分的边界条件，于是就算出抽油杆的位移，将加速度传感器和压力传感器集成到一起，运用低功耗单片机技术和无线通信技术，将采集到的载荷信号和位移信号进行配对，从而得到抽油杆的工作状态，作为抽油机工作频率的参考，从而达到节能降耗的目的。
[0018]本发明的有益效果在于:采用上述传感器后，主要以太阳能和法拉电容组成的免维护的电源电路、处理电路部分、传感器部分。低功耗开关电源分别与信号处理电路、调理采集电路、传感器电路以及无线通讯电路连接，为其供电。本发明专利利用太阳能加法拉电容组成电源系统，由于法拉电容具有使用寿命久、环境适应力强、高充放电效率、高能量密度特点，可以在野外实现免维护给无线传感系统供电；根据抽油机的机械结构，专门设计的马蹄形压力传感器结构，安装方便，无需改变现场的结构；同时载荷和位移数据通过无线传输的方式传送到附近的RTU装置。实现了:安装方便、绿色环保、免维护节约人力成本、无线传输等。
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例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发明为了更清楚地说明本发明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，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。
[0020]图1为本发明的系统原理图；
[0021]图2为本发明【背景技术】中抽油机系统的结构示意图；
[0022]图3为本发明【背景技术】抽油机中抽油杆与传感器配合结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024]一种如图1所示的一种免维护无线载荷位移一体化传感器，用于测试抽油机抽油杆载荷和抽油机冲程的一种载重和位移的传感器，包括电源部分、信号处