专利名称：一种热解综合评价仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及采用岩石热解分析方法、进行岩层定量检测、解释油气层的仪器， 特别涉及一种热解综合评价仪。
背景技术：
录井是一项随钻技术，是整个石油勘探开发中至关重要的环节，其目的是发现油 气层，并评价验证油气显示层。录井已从过去的手工操作、人工定性描述发展成为应用多种 仪器、装备，集数据采集、处理和解释为一体的石油勘探技术。地化录井技术是应用地球物理化学的技术方法，进行岩层定量检测、解释油气层 的录井新技术。地化及特殊录井技术是近几年才发展、成熟起来的录井技术，与测井、综合 录井相比较，具有分析数据精度高、速度快、操作方便、设备易维护、分析用样源广泛、投入/ 产出比高、经济效益明显的优势。地化录井不仅应用于勘探现场，而且应用于油气开发领域，用于水淹层和剩余油 的评价。在我国一些大油田，已开展了包括岩石热解分析、定量荧光分析、岩石孔隙分析、岩 样光谱分析、热解-气相色谱分析等项目的分析研究工作。原有的热解综合评价仪自动化程度不够完善，通常不具备流量系统的自动检测与 控制功能，故障自诊断功能也不够完善。氮气、氢气、空气的波动会对检测信号产生影响从 而影响分析数据的准确性，增加流量检测与控制以保证检测信号的准确性及仪器的稳定 性。另外，在分析过程中，如果故障不被及时发现将严重影响分析数据准确性，最终导致对 油气层的解释评价的符合率降低。
发明内容本实用新型的目的就是为克服现有技术的不足，针对原有的热解综合评价仪自动 化程度不够完善，通常不具备流量系统的自动检测与控制功能，故障自诊断功能不够完善 的难题，提供一种新的技术方案，在原有技术的基础上利用新的检测元件实现对流量的自 动控制，通过电路和芯片程序的开发实现了流量、温度、采集信号等环节的自动监控实现故 障报警，新的技术方案包括氮气、氢气、空气的质量流量控制模块通过串行高精度AD、DA转 换芯片对流量数据进行设定、检测，由流量控制单元自行完成控制；温度检测与控制由SPI 串行高精度AD、DA转换芯片配合程序芯片内的控制算法程序完成温度控制；电压调节使用 线性的全隔离交流调压模块实现输出电压的线性调节；I/O动作在电路中进行了隔离，实 现各种仪器动作信号输出；程序存储芯片还具备接收上位PC机指令的功能。本实用新型是通过这样的技术方案实现的一种热解综合评价仪，包括CPU电路、 温控系统和流量控制系统，其特征在于，所述CPU电路，分别连接温控系统和流量控制系 统；所述温控系统包括与CPU电路连接的A/D转换电路、D/A转换电路、一体化调压模块、 加热体、进样单元和热电偶调整与数字转换电路；所述温控系统的进样单元包括热解炉热 电偶Tl、检测器(保温块)热电偶T2、进样杆热电偶T3和热电偶信号调理与数字转换电路，热解炉热电偶Tl、检测器(保温块)热电偶T2、进样杆热电偶T3连接热电偶信号调理与数 字转换电路，经热电偶信号调理与数字转换电路连接CPU电路；FID( flame ionization detector火焰离子化检测仪)依次连接微电流放大器、A/D转换电路，经A/D转换电路连 接CPU ；FID离子信号的模拟信号经微电流放大器放大，再经信号调理与A/D转换电路送至 CPU ；CPU电路通过通信接口与上位PC机通讯；CPU电路连接由高集成度的D/A转换芯片组 成D/A输出电路，该芯片为SPI串行输入、电压输出的DAC，一只芯片可带4路输出；所述D/ A输出电路控制与热解炉调压模块、检测器调压模块和进样杆调压模块连接CPU电路的I/O 端口连接中间继电器，通过中间继电器控制电控负载；CPU电路通过A/D输入和D/A输出端 口与流量控制系统；所述流量控制系统包括三路气体的控制，三路气体为氮气、氢气、空气。本实用新型在原有技术的基础上利用新的检测元件实现对流量的自动控制，通过 电路和芯片程序的开发实现了流量、温度、采集信号等环节的自动监控实现故障报警。本实 用新型的优点是，采用先进的技术和材料，增加了结构部件的精度、电路系统集成化程度、 自动监控与报警功能，提高系统的控制精度和稳定性，可靠性高，分析精度高，安装维护容 易ο
图1、热解综合评价仪电路结构图；图2、温控系统框图；图3、流量系统框图；图4、CPU工作流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型实施方式进行详细说明。如图1至图3所示，热解综合评价仪电路中包括一个含有存储控制仪器运行的控 制程序的CPU，CPU外围电路包括由串行A/D转换器组成的A/D转换电路，FID微电流放大 器与之信号输入端连接；FID离子信号的模拟信号井微电流放大器放大再经信号调理与A/D转换送至 CPU ；热解炉温度Tl、检测器(保温块)温度T2、进样杆温度T3由热电偶信号调理与数字 转换电路采集、处理转换成数字信号经控制逻辑接口送至CPU ；CPU根据预置程序对信号进行处理、完成系统控制、与上位PC机通讯。由高集成度的D/A转换芯片组成D/A输出电路，该芯片为SPI串行输入、电压输出 的DAC，一只芯片可带4路输出；温度控制系统包括CPU控制的PID运算电路、D/A转换电路、一体化调压模块、加 热体、热电偶调整与数字转换电路，D/A转换电路与调压模块连接，存储程序的单片机通过 PID运算电路、D/A转换电路和调压模块控制加热炉丝的温度，热电偶采集加热体温度，通 过热电偶调整与数字转换电路负反馈给CPU，进行温度调节。温度检测电路由单片K型热电偶放大与数字转换器，完成热电偶信号的检测调 理与数字转换。该器件是一复杂的单片热电偶数字转换器，内部具有信号调节放大器、模拟/数字化热电偶转换器、冷端补偿传感和校正、数字控制器、1个SPI兼容接口和1个相关的 逻辑控制。采用该芯片来完成热电偶的信号放大、冷端补偿、线性化及数字化输出功能，大 大简化了热电偶在嵌入式领域的应用设计。流量控制系统包括三路气体的控制氮气、氢气、空气。包括稳压阀、压力表、质量流量控制计，质量流量控制计将检测信号传递给CPU，再 通过串口通讯传递给上位PC，进行流量显示，操作者依据上位PC显示，根据实际需要进行 气体流量的调节，通过CPU向质量流量控制计发送控制信号从而控制三路气体的流量，输 出稳定流量的气体。其中空气气路压力表后接五通，一路为空气质量流量控制计输入，另四 路分别接进样杆气缸五通阀、密封块气缸五通阀、冷吹1三通阀、冷吹2三通阀。存储程序的单片机还接受上位PC机指令控制进行运作使各功能板实现功能如 下输入-主机板包括输入模拟信号调理和A/D转换；热电偶信号调理与数字转换； CPU、系统控制、通讯功能；D/A转换与温度控制。开关量输入输出板包括1/0接口 ；开关量信号的输出。热解综合评价仪CPU工作流程如图4所示，根据已知的和测得的技术参数进行程 序的编制，显示的是软件控制仪器CPU工作的一个程序，按此程序过程，自动得控制热解综 合评价仪运行。本实用新型实施例已被阐明，由本领域普通技术人员依据专业知识可再现。
权利要求1. 一种热解综合评价仪，包括CPU电路、温控系统和流量控制系统，其特征在于，所述 CPU电路，分别连接温控系统和流量控制系统；所述温控系统包括与CPU电路连接的A/D转 换电路、D/A转换电路、一体化调压模块、加热体、进样单元和热电偶调整与数字转换电路； 所述温控系统的进样单元包括热解炉热电偶Tl、检测器热电偶T2、进样杆热电偶T3和热电 偶信号调理与数字转换电路，热解炉热电偶Tl、检测器热电偶T2、进样杆热电偶T3连接热 电偶信号调理与数字转换电路，经热电偶信号调理与数字转换电路连接CPU电路；FID依次连接微电流放大器、A/D转换电路，经A/D转换电路连接CPU ；CPU电路通过通 信接口与上位PC机通讯；CPU电路连接由高集成度的D/A转换芯片组成D/A输出电路，该芯 片为SPI串行输入、电压输出的DAC，一只芯片可带4路输出；所述D/A输出电路与热解炉 调压模块、检测器调压模块和进样杆调压模块连接；CPU电路的I/O端口连接中间继电器， 通过中间继电器控制电控负载；CPU电路通过A/D输入和D/A输出端口与流量控制系统；所 述流量控制系统包括三路气体的控制，三路气体为氮气、氢气、空气。
专利摘要本实用新型涉及一种热解综合评价仪，包括CPU电路、温控系统和流量控制系统，所述CPU电路分别连接温控系统和流量控制系统；利用新的检测元件实现对流量的自动控制，通过电路和芯片程序的开发实现了流量、温度、采集信号等环节的自动监控实现故障报警，其优点是，采用先进的技术和材料，增加了结构部件的精度、电路系统集成化程度、自动监控与报警功能，提高系统的控制精度和稳定性，可靠性高，分析精度高，安装维护容易。
文档编号G01V1/40GK201926765SQ201020674718
公开日2011年8月10日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者单德青, 吴桐, 徐森, 李娟 , 李栋巍, 杨涛, 董灵彦 申请人:天津陆海石油设备系统工程有限责任公司