一种录井无线传感器无源供电系统的制作方法
【专利说明】
[0001]技术领域:
[0002]本实用新型涉及油气勘探开发地质录井过程中的一种无线传感器无源供电系统，特别涉及一种录井无线传感器无源供电系统。
[0003]【背景技术】:
[0004]在石油、天然气勘探开发过程中，录井作为监测岩肩、钻井液以及钻井设备的一系列工作参数的技术手段，能够在油气钻井施工过程中及时的获取钻遇地层地质信息，从而发现和解释评价油气藏，同时监控钻井设备运行状态，为安全施工提供技术支持。录井过程中，传统的方法是安装大量的有线传感器检测各种钻井工程参数、气体参数等，存在着线路复杂、安装困难等一系列问题。为解决有线传感器存在的问题，近年来录井无线传感器得到推广应用，如专利CN103382836A所述，实现了无线传感器的数据采集，但该技术还存在着无线传感器功耗高、需要对无线传感器蓄电池更换充电、蓄电池寿命短等问题影响着录井无线传感器的广泛推广应用。
[0005]【实用新型内容】:
[0006]本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种录井无线传感器无源供电系统，可以有效的解决将太阳能电池板充电技术结合无线传感器传输系统的低功耗提供录井无线传感器无源供电系统，既解决了石油勘探现场因为传感器众多，布线复杂；又能够满足传感器长期连续工作的要求等问题。
[0007]为了解决上述问题，本实用新型提供了一种技术方案:一种录井无线传感器无源供电系统，其创新点在于:包括工程参数监测的信号采集单元、蓄电池进行充电的太阳能充电单元、电池优化的电池管理控制单元和数据远程传输单元；所述工程参数监测的信号采集单元包括现场无线传感器、信号处理模块和主控制模块；所述现场无线传感器固定在待监测参数的现场位置，所述现场无线传感器依次连接信号处理模块和主控制模块。
[0008]作为优选，所述蓄电池进行充电的太阳能充电单元包括太阳能电池板、充电管理模块、蓄电池和电量监测模块；所述充电管理模块连接在太阳能电池板的输出端；所述蓄电池连接在充电管理模块的输出端；所述电量监测模块连接在蓄电池的一路输出端，所述电量监测模块的输出端与主控制模块相连。
[0009]作为优选，所述电池管理控制单元包括蓄电池、电池管理控制单元、现场无线传感器、信号处理模块、主控制模块和ZigBee收发模块；所述电池管理控制单元连接在蓄电池的输出端；所述现场无线传感器、信号处理模块、主控制模块和ZigBee收发模块连接在电池管理控制单元的输出端。
[0010]作为优选，所述数据远程传输单元包括ZigBee收发模块和传输天线；所述ZigBee收发模块连接在主控制模块的输出端；所述传输天线连接在ZigBee收发模块的输出端。
[0011]本实用新型的有益效果:本实用新型首先对现场的工程参数进行监测的录井传感器的无线传输设计，减少了现场布线的复杂度，同时易于接口扩展；其次采用ZigBee低功耗的无线通信设计，同时对电源管理方式进行优化以及超低功耗的电路设计能够满足高可靠性、长时间的工作；最后对无线数据传输进行抗干扰设计，提高现场工况条件下信号传输的准确性。
[0012]【附图说明】:
[0013]为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施及附图作以详细描述。
[0014]图1为本实用新型的结构示意图。
[0015]1-太阳能电池板；2_充电管理模块；3_蓄电池；4_电量监测模块；5_电池管理控制单元；6_现场无线传感器；7_信号处理模块；8_主控制模块；9- ZigBee收发模块；10_传输天线。
[0016]【具体实施方式】:
[0017]如图1所示，本【具体实施方式】采用以下技术方案:一种录井无线传感器无源供电系统，包括工程参数监测的信号采集单元、蓄电池进行充电的太阳能充电单元、电池优化的电池管理控制单元和数据远程传输单元；所述工程参数监测的信号采集单元包括现场无线传感器6、信号处理模块7和主控制模块8 ;所述现场无线传感器6固定在待监测参数的现场位置，所述现场无线传感器6依次连接信号处理模块7和主控制模块8。
[0018]其中，蓄电池进行充电的太阳能充电单元包括太阳能电池板1、充电管理模块2、蓄电池3和电量监测模块4 ;所述充电管理模块2连接在太阳能电池板I的输出端；所述蓄电池3连接在充电管理模块2的输出端；所述电量监测模块4连接在蓄电池3的一路输出端，所述电量监测模块4的输出端与主控制模块8相连。
[0019]其中，电池管理控制单元包括蓄电池3、电池管理控制单元5、现场无线传感器6、信号处理模块7、主控制模块8和ZigBee收发模块9 ;所述电池管理控制单元5连接在蓄电池3的输出端；所述现场无线传感器6、信号处理模块7、主控制模块8和ZigBee收发模块9连接在电池管理控制单元5的输出端。
[0020]其中，数据远程传输单元包括ZigBee收发模块9和传输天线10 ;所述ZigBee收发模块9连接在主控制模块8的输出端；所述传输天线10连接在ZigBee收发模块9的输出端。
[0021]本实用新型的工作原理:
[0022]1、将对工程参数进行监测的现场无线传感器安装到待测参数的位置，然后将太阳能电池板固定在现场无线传感器的附近，调整太阳能电池板的角度，尽可能的使太阳能电池板的表面正对太阳光直射的方向；
[0023]2、太阳能电池板通过充电管理模块对蓄电池进行充电，电量监测模块对蓄电池电量进行实时监测，待充电完成以后，电池管理控制单元对现场无线传感器、信号处理模块、主控制模块以及ZigBee收发模块进行供电，实现最优化的低功耗管理。
[0024]3、现场无线传感器接受到信号以后开始工作，将实时监测到的数据通过信号处理模块进行处理并由主控制模块控制通过ZigBee收发模块传输到录井无线传感器的接收节点，并由接受节点进行统一接受以后传输到综合录井仪系统进行显示和分析。
[0025]本实用新型结构简单、安装方便易于维护等特点，适合于在油气勘探开发地质录井过程中对工程参数进行实时监测的录井无线传感器的无源供电，也可应用于其他领域的无线远程传输系统的无源供电。
[0026]尽管本文较多地使用了太阳能电池板1、充电管理模块2、蓄电池3、电量监测模块4、电池管理控制单元5、现场无线传感器6、信号处理模块7、主控制模块8、ZigBee收发模块9和传输天线10等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
[0027]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种录井无线传感器无源供电系统，其特征在于：包括工程参数监测的信号采集单元、蓄电池进行充电的太阳能充电单元、电池优化的电池管理控制单元和数据远程传输单元;所述工程参数监测的信号采集单元包括现场无线传感器（6)、信号处理模块（7)和主控制模块（8)；所述现场无线传感器（6)固定在待监测参数的现场位置，所述现场无线传感器（6)依次连接信号处理模块（7)和主控制模块（8)。2.根据权利要求1所述的一种录井无线传感器无源供电系统，其特征在于：所述蓄电池进行充电的太阳能充电单元包括太阳能电池板（1 )、充电管理模块（2)、蓄电池（3)和电量监测模块（4);所述充电管理模块（2)连接在太阳能电池板（1)的输出端；所述蓄电池（3)连接在充电管理模块（2)的输出端；所述电量监测模块（4)连接在蓄电池（3)的一路输出端，所述电量监测模块（4)的输出端与主控制模块（8)相连。3.根据权利要求1所述的一种录井无线传感器无源供电系统，其特征在于：所述电池管理控制单元包括蓄电池（3)、电池管理控制单元（5)、现场无线传感器（6)、信号处理模块(7)、主控制模块（8)和ZigBee收发模块（9)；所述电池管理控制单元（5)连接在蓄电池（3)的输出端；所述现场无线传感器（6)、信号处理模块（7)、主控制模块（8)和ZigBee收发模块（9)连接在电池管理控制单元（5)的输出端。4.根据权利要求1所述的一种录井无线传感器无源供电系统，其特征在于：所述数据远程传输单元包括ZigBee收发模块（9)和传输天线（10);所述ZigBee收发模块（9)连接在主控制模块（8)的输出端；所述传输天线（10)连接在ZigBee收发模块（9)的输出端。
【专利摘要】本实用新型公开了一种录井无线传感器无源供电系统，包括工程参数监测的信号采集单元、蓄电池进行充电的太阳能充电单元、电池优化的电池管理控制单元和数据远程传输单元；本实用新型首先对现场的工程参数进行监测的录井传感器的无线传输设计，减少了现场布线的复杂度，同时易于接口扩展；其次采用ZigBee低功耗的无线通信设计，同时对电源管理方式进行优化以及超低功耗的电路设计能够满足高可靠性、长时间的工作；最后对无线数据传输进行抗干扰设计，提高现场工况条件下信号传输的准确性。
【IPC分类】G08C17/02
【公开号】CN204791505
【申请号】CN201520556366
【发明人】张俊龙, 李油建, 佘明军, 李胜利, 郑昌军, 何刚
【申请人】武汉敢为科技有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月29日