集成化传感器的制作方法

文档序号:11051605
集成化传感器的制造方法与工艺

本发明创造属于传感器领域,尤其是涉及一种石油钻井勘探泥浆录井传感器。



背景技术:

传感器作为综合录井仪的最基础部分,其工作性能、安装环境直接影响着录井质量。目前,主要有绞车传感器、大钩负荷传感器、转盘转速传感器、转盘扭矩传感器、立管压力传感器、套管压力传感器、钻井液密度传感器、钻井液温度传感器等13种录井传感器,一般的录井传感器大多采用独立方式进行测量,造成录井施工现场线路架设困难,施工效率低等弊端。录井施工现场,需要在出入口处分别安装钻井液密度传感器、钻井液温度传感器、钻井液电导率三种传感器,这三种传感器的独立安装,造成架设线路冗杂、安装过程重复、施工周期加长等不便,同时由于安装位置有限,同时要避开泥浆罐内搅拌器等其他设备,也为设备安装上造成一定困难。



技术实现要素:

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构设计合理、功能丰富、安装简便、可测估多种物理量的集成化传感器。

本实用新型提供的集成化传感器包括:

变送器、支架、密度压力传感装置、电导率探头、温度探头。变送器与支架上部顶端固定连接,支架内部设有容纳腔,密度压力传感装置、电导率探头、温度探头均通过容纳腔内的连接线与变送器相连,密度压力传感装置、电导率探头、温度探头均位于支架上。

所述的变送器包括至少三个变送器分电路板,分别采集密度压力传感装置、电导率探头、温度探头数据并输出4~20mA信号。

所述的密度压力传感装置包括密度上膜片和密度下膜片。密度上膜片位于所述支架下部,密度下膜片位于支架下部底端,密度上膜片和密度下膜片具有固定间距。

所述的密度压力传感装置采用金属电容式压力传感器芯体,并且在芯体中设有温度二极管,提供实时温度参数。

本实用新型有益效果:本实用新型结构合理,功能丰富,将密度、电导率和温度传感器测估功能集成,共用同一变送器,形成一个可同时测量多个物理量的多功能传感器,整体只相当一个密度传感器的体积,使传感器安装工作得到进一步简化,解决了安装过程重复,架设线路冗杂,维护成本高等问题。

附图说明

图1为本实用新型所述的结构示意图

具体实施方式

如图1所示,本实用新型所提供的录井集成化传感器包括:变送器1、支架2、密度压力传感装置3、电导率探头4、温度探头5。变送器1与支架2上部顶端固定连接,支架内部2设有容纳腔,密度压力传感装置3、电导率探头4、温度探头5均通过容纳腔内的连接线与变送器1相连,密度压力传感装置3、电导率探头4、温度探头5均位于支架上。所述的密度压力传感装置3包括密度上膜片6和密度下膜片7。密度上膜片6位于所述支架2下部,密度下膜片7位于支架2下部底端,密度上膜片6和密度下膜片7具有固定间距。

本实用新型工作过程及原理:浸入钻井液中,钻井液必须浸没密度上膜片6。由于密度上膜片6和密度下膜片7之间为固定间距,所承受的压强差只与钻井液密度成比,密度上膜片6和密度下膜片7所引起的位移表现为差压信号,转化为两电容极板之间的电容差,再由变送器1转换成4~20mA的钻井液密度信号输出。电导率探头4浸入钻井液中,在电导率探头4的原级线圈中通过20KHz的交流信号,在呈现闭合状态的钻井液中产生感应电流,再感应到电导率探头4的负级线圈,负极线圈所接收信号与钻井液的电导率成正比,负极线圈接收的信号送往变送器1,变送器1对该信号进行温度补偿、整形、放大后输出为4~20mA的钻井液电导率直流信号。温度探头5为一只铂热电阻,钻井液的温度为0℃时,铂热电阻为100Ω,钻井液的温度为100℃时,铂热电阻为138.5Ω,铂热电阻阻值直接反应钻井液温度,将铂热电阻阻值送往变送器1,经整形、放大后输出为4~20mA的钻井液温度直流信号。

变送器1包括至少三个变送器分电路板,分别采集密度压力传感装置3、电导率探头4、温度探头5数据并输出4~20mA信号。

密度压力传感装置3采用金属电容式压力传感器芯体,采用了定制化无氧烧结炉,芯体中的充油管与玻璃烧结时跟大气隔离,使充油管中不产生氧化层,避免了因氧化物而产生的所述芯体中心膜片与电容极板之间的短路现象,在密闭腔里集成了温度二极管,该温度二极管为后级数字补偿电路提供了实时温度参数,因此可以精确地温度补偿,从而提高测量精度。

电导率探头4采用CLS50测量环形电导率探头,测量范围100~2000mS/cm。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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