专利名称：微功耗无线压力温度变送器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种石油采油辅助测量技术的装置，特别是涉及一种能够克服电缆型压力温度变送器所存在的电缆易折断、设备可靠性差、接口容易进水等问题的微功耗无线压力温度变送器。
背景技术：
目前在石油采油中，油井压力、温度测量普遍采用有线压力、温度变送器，其使用直流电源，电源通过电缆与变送器相连而向变送器供电，压力、温度信号通过电缆传送到测量仪器。但是，该种设备主要存在以下问题(1)电缆随变送器一同拉伸到井口，修井作业时需要拆除电缆，影响正常修井作业；(2)电缆因外力的作用很容易折断；(3)电缆易老化；(4)接头处容易进水；(5)修井作业后难以恢复正常运行。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能够克服电缆压力、温度变送器所存在的电缆易折断、设备可靠性差、接口容易进水等问题的微功耗无线压力温度变送器。
本实用新型所采用的技术方案是一种微功耗无线压力温度变送器，包括有控制电路；与控制电路相连接的信号调理电路；与信号调理电路相连接的传感器；与控制电路双向连接的无线通信电路；连接电池并与控制电路双向连接，且分别向控制电路、无线通信电路、信号调理电路、传感器提供双电压电源的精确电源管理电路构成。所述的电池为一次性电池。所述的传感器为压力传感器或温度传感器中的一种。
本实用新型的微功耗无线压力温度变送器，具有如下效果(1)采用无线数据传输方式，去掉连接电缆，易于密封，解决了因电缆造成的影响修井作业，电缆容易折断、设备可靠性差，接口容易进水等问题，并适合全天候使用；(2)采用一次性电池，可靠持久。一次性电池，自耗小，容量大，故障率低，价格优，易于长期使用。
(3)采用微功耗编程技术。为进一步延长电池使用寿命，尽量使设备处于低功耗状态。
(4)采用精确电源管理技术。关闭不用的模块以节能。
(5)采用微功耗码分多址无线传输技术。允许多组设备近距离同时工作而不会产生干扰。
(6)采用在线电池电量监测技术。可以实时监测电池电量，电量过低自动报警。
图1是本实用新型整体构成框图；图2是本实用新型中的控制电路原理图；图3是本实用新型中的精确电源管理电路原理图；图4是本实用新型中的信号调理电路原理图；图5是本实用新型中的无线通信电路原理图；图6是本实用新型中的显示转接口示意图；图7是键盘接口示意图；图8是本实用新型中的键盘电路原理图。
其中1控制电路 2精确电源管理电路3无线通信电路 4信号调理电路5传感器6电池具体实施方式
以下结合附图给出具体实施例，进一步说明本实用新型的微功耗无线压力温度变送器。
如图1所示，本实用新型的微功耗无线压力温度变送器，包括有控制电路1；与控制电路相连接的信号调理电路4；与信号调理电路4相连接的传感器5；与控制电路1双向连接的无线通信电路3；连接电池6并与控制电路1双向连接，且分别向控制电路1、无线通信电路3、信号调理电路4、传感器5提供双电压电源的精确电源管理电路2构成。其中所述的电池6为一次性电池。所述的传感器5为压力传感器或温度传感器中的一种。
如图2所示，所述的控制电路1包括有单片机U2，单片机U2的脚6和脚11接电源Vcc；脚5通过上电复位电路U1连接电源Vcc；脚10、14、16接模拟地；脚15和脚19接精确电源管理电路2；脚8与脚9通过晶体振荡器CR1相互连接；脚21～脚24、脚39～44分别对应连接通信接口J5的脚2～脚4、脚6～脚12；脚20和脚25～脚28接键盘接口J2；脚31～脚38、脚45～脚48接显示接口J1；脚12和脚13接信号调理电路4；脚2～脚5接调试接口J3。
本实施例中单片机U2选用型号为MSP430F4250的单片机；上电复位电路U1选用型号为SP809的芯片。
键盘接口J2还通过键盘接口J9与键盘电路相连接。其中，键盘接口J9如图7所示，键盘电路如图8所示。
显示接口J1是通过如图6所示的显示转接口J10、J11与显示器相连接。本实施例所选用的显示器型号为LM046。
如图3所示，所述的精确电源管理电路2包括有稳压电路U3，其中，稳压电路U3的脚1、脚2接电池接口J7；脚3接控制电路1中单片机U2的脚19；脚5为电源AVcc的输出端；电源AVcc通过电阻R1连接控制电路1中单片机U2的脚15；电池接口J7本身还形成有电源Vcc的输出端。本实施例中稳压电路U3选用型号为SPX5205的芯片。
所述的精确电源管理电路2还设置有电源滤波电路，其中，电源Vcc通过电解电容C1与电容C4的并联接数字地，电源AVcc通过电解电容C2与电容C5的并联接模拟地。
如图4所示，所述的信号调理电路4包括有仪表放大器U4，其中，仪表放大器U4的脚1通过电位器W1与电阻R4的串联与脚8相连接；脚7接电源AVcc；脚5和脚6分别对应接控制电路1中单片机U2的脚12和脚13；仪表放大器U4的脚2和脚3接传感器接口J4，脚2还通过电容C9接模拟地，脚3还通过电容C10接模拟地，脚4接模拟地，传感器接口J4还通过电阻R3连接电源AVcc。本实施例中仪表放大器U4选用型号为AD623的芯片。
如图5所示，所述的无线通信电路3包括有无线通信电路U5，其中，无线通信电路U5的脚1、2、3、6、7、8、10、11、12、13均通过接口J8接控制电路1的通信接口J5；脚4、17接电源Vcc，脚4还通过电容C15接数字地；脚5、9、16、18、22、24、26～30接数字地；脚31通过电容C12接数字地；脚25接电源Vcc，还通过电容C13与电容C14的并联接数字地；脚23通过电阻R2接数字地；脚20、21接天线T1，脚19与天线T1共同通过电容C19与电容C20的并联接数字地；脚14、15接晶体振荡器X1的两个端点，晶体振荡器X1的此两个端点还通过电阻R11相连，以及还分别通过电容C17、C18接数字地，晶体振荡器X1的另两个端点接数字地。
本实施例中无线通信电路U5选用型号为NRF905的芯片。
权利要求1.一种微功耗无线压力温度变送器，其特征在于，包括有控制电路(1)；与控制电路相连接的信号调理电路(4)；与信号调理电路(4)相连接的传感器(5)；与控制电路(1)双向连接的无线通信电路(3)；连接电池(6)并与控制电路(1)双向连接，且分别向控制电路(1)、无线通信电路(3)、信号调理电路(4)、传感器(5)提供双电压电源的精确电源管理电路(2)构成。
2.根据权利要求1所述的微功耗无线压力温度变送器，其特征在于，所述的电池(6)为一次性电池。
3.根据权利要求1所述的微功耗无线压力温度变送器，其特征在于，所述的传感器(5)为压力传感器或温度传感器中的一种。
4.根据权利要求1所述的微功耗无线压力温度变送器，其特征在于，所述的控制电路(1)包括有单片机U2，单片机U2的脚6和脚11接电源Vcc；脚5通过上电复位电路U1连接电源Vcc；脚10、14、16接模拟地；脚15和脚19接精确电源管理电路(2)；脚8与脚9通过晶体振荡器CR1相互连接；脚21～脚24、脚39～44分别对应连接通信接口J5的脚2～脚4、脚6～脚12；脚20和脚25～脚28接键盘接口J2；脚31～脚38、脚45～脚48接显示接口J1；脚12和脚13接信号调理电路(4)；脚2～脚5接调试接口J3。
5.根据权利要求1所述的微功耗无线压力温度变送器，其特征在于，所述的信号调理电路(4)包括有仪表放大器U4，其中，仪表放大器U4的脚1通过电位器W1与电阻R4的串联与脚8相连接；脚7接电源AVcc；脚5和脚6分别对应接控制电路(1)中单片机U2的脚12和脚13；仪表放大器U4的脚2和脚3接传感器接口J4，脚2还通过电容C9接模拟地，脚3还通过电容C10接模拟地，脚4接模拟地，传感器接口J4还通过电阻R3连接电源AVcc。
6.根据权利要求1所述的微功耗无线压力温度变送器，其特征在于，所述的精确电源管理电路(2)包括有稳压电路U3，其中，稳压电路U3的脚1、脚2接电池接口J7；脚3接控制电路(1)中单片机U2的脚19；脚5为电源AVcc的输出端；电源AVcc通过电阻R1连接控制电路(1)中单片机U2的脚15；电池接口J7本身还形成有电源Vcc的输出端。
7.根据权利要求1所述的微功耗无线压力温度变送器，其特征在于，所述的精确电源管理电路(2)还设置有电源滤波电路，其中，电源Vcc通过电解电容C1与电容C4的并联接数字地，电源AVcc通过电解电容C2与电容C5的并联接模拟地。
8.根据权利要求1所述的微功耗无线压力温度变送器，其特征在于，所述的无线通信电路(3)包括有无线通信电路U5，其中，无线通信电路U5的脚1、2、3、6、7、8、10、11、12、13均通过接口J8接控制电路(1)的通信接口J5；脚4、17接电源Vcc，脚4还通过电容C15接数字地；脚5、9、16、18、22、24、26～30接数字地；脚31通过电容C12接数字地；脚25接电源Vcc，还通过电容C13与电容C14的并联接数字地；脚23通过电阻R2接数字地；脚20、21接天线T1，脚19与天线T1共同通过电容C19与电容C20的并联接数字地；脚14、15接晶体振荡器X1的两个端点，晶体振荡器X1的此两个端点还通过电阻R11相连，以及还分别通过电容C17、C18接数字地，晶体振荡器X1的另两个端点接数字地。
专利摘要本实用新型公开一种微功耗无线压力温度变送器，包括有控制电路；与控制电路相连接的信号调理电路；与信号调理电路相连接的传感器；与控制电路1双向连接的无线通信电路；连接电源并与控制电路双向连接，且分别向控制电路、无线通信电路、信号调理电路、传感器提供双电压电源的精确电源管理电路。电源为一次性电池。本实用新型采用无线数据传输方式，无电缆，易于密封，解决了因电缆造成的影响修井作业，电缆容易折断、设备可靠性差，接口容易进水等问题；一次性电池，可靠持久；微功耗编程技术，使设备处于低功耗状态。精确电源管理技术，关闭不用的模块以节能；允许多组设备近距离同时工作而不会产生干扰；可以实时监测电池电量自动报警。
文档编号G08C17/00GK2891130SQ200620025949
公开日2007年4月18日 申请日期2006年4月29日 优先权日2006年4月29日
发明者高志勇, 周成行, 冯刚, 王怀玉 申请人:中国石油大港油田第二采油厂