一种石油钻井便携式硫化氢无线传感装置制造方法
【专利摘要】一种石油钻井便携式硫化氢无线传感装置。其包括硫化氢气体传感器、模拟电路、AD转换电路、控制器、射频通信电路、升压电路和蓄电池；硫化氢气体传感器依次与模拟电路、AD转换电路、控制器和射频通信电路相连；升压电路与硫化氢气体传感器、模拟电路、AD转换电路、控制器和射频通信电路相连；蓄电池与升压电路相接。本实用新型的石油钻井硫化氢气体便携式无线传感装置是直接采用质量轻的6V电池组通过升压模块升到要求电压后供电，这就大大减轻了石油录井工程作业中对不同种类的、众多的感应探头在携带、安装作业时的负担。经试验，6V电池组仅重约3公斤，能完全满足探头的电力需求，大大方便了安装作业，是对现有技术的较大改进。
【专利说明】一种石油钻井便携式硫化氢无线传感装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于石油钻井气体检测【技术领域】，特别是涉及一种石油钻井便携式硫化氢无线传感装置。
【背景技术】
[0002]石油工程录井技术是油气勘探开发活动中最基本的技术，是发现油气藏、评价油气藏最及时、最直接的手段，具有获取地下信息及时、多样、分析解释快捷的特点。目前，石油工程录井技术中通常利用硫化氢传感器测量井场空气中的硫化氢浓度，探测采集后的电信号采用线缆有线传输，由于在钻井作业中，操作人员多、采用的机械装置也较多，存在着易碰损线缆，造成采集信号中断的缺陷，易造成钻井勘测的重大损失。同时，由于采集的探头多，信号传输线缆不易布线施工，更不宜于移动。现有技术的改进方式是采用24V电池电源供电，无线传输数据。这种传输方式虽然在一定程度上解决了有线传输的弊端，但是还存在着如下缺陷:24V电源电池重约十几公斤，这就增加了对不同种类的、众多的感应探头在携带、安装作业时的负担。
【发明内容】
[0003]为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种石油钻井便携式硫化氢无线传感装置。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型提供的石油钻井便携式硫化氢无线传感装置包括硫化氢气体传感器、模拟电路、AD转换电路、控制器、射频通信电路、升压电路和蓄电池；其中:硫化氢气体传感器为安装在钻井现场的硫化氢气体采集探头，用于测量井场空气中的硫化氢气体浓度，其与模拟电路相连接；
[0005]模拟电路为模拟放大器和滤波电路，其与AD转换电路相连接，用于将硫化氢气体传感器输出的4-20mA电流信号转换成0-5V模拟电压信号，并通过滤波电路对模拟电压信号进行整形滤波，然后将模拟电压信号传送给AD转换电路；
[0006]AD转换电路为模数转换器电路，其与控制器相连接，用于将输入的模拟电压信号转换成数字信号，并将数字信息传送给控制器；
[0007]控制器为微控制器芯片，其与射频通信电路相连接，用于通过AD转换电路采集硫化氢气体传感器所检测到的井场空气中的硫化氢气体浓度信息，并通过射频通信电路将采集的信息发送给上位控制系统；
[0008]射频通信电路为射频无线收发电路，用于提供控制器与上位控制系统的无线数据连接；
[0009]升压电路为升压型直流电压转换器，其与硫化氢气体传感器、模拟电路、AD转换电路、控制器和射频通信电路相连接，用于为整个装置提供工作电源；
[0010]蓄电池由直流可充电电池组成，其与升压电路相连接。
[0011]所述的模拟电路的模拟放大器采用MCP601运算放大器。[0012]所述的AD转换电路采用mcp3201AD转换芯片。
[0013]所述的控制器采用picl6F916单片机。
[0014]所述的射频通信电路主要由CCllOO射频芯片构成。
[0015]所述的升压电路由TPS61170升压芯片及外围电路构成。
[0016]所述的蓄电池为可充电6V锂电池。
[0017]本实用新型提供的石油钻井硫化氢气体便携式无线传感装置的有益效果是直接采用质量轻的6V电池组通过升压模块升到要求电压后供电，这就大大减轻了石油录井工程作业中对不同种类的、众多的感应探头在携带、安装作业时的负担。经试验，6V电池组仅重约3公斤，能完全满足探头的电力需求，大大方便了安装作业，是对现有技术的较大改进。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型提供的石油钻井便携式硫化氢无线传感装置组成示意图。
[0019]图2—图4为本实用新型提供的石油钻井便携式硫化氢无线传感装置中主要部分电路原理图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供的石油钻井便携式硫化氢无线传感装置进行详细说明。
[0021]如图1所示，本实用新型提供的石油钻井便携式硫化氢无线传感装置包括:硫化氢气体传感器1、模拟电路2、AD转换电路3、控制器4、射频通信电路5、升压电路6和蓄电池7 ;其中:硫化氢气体传感器I为安装在钻井现场的硫化氢气体采集探头，用于测量井场空气中的硫化氢气体浓度，其与模拟电路2相连接；
[0022]模拟电路2为模拟放大器和滤波电路，其与AD转换电路3相连接，用于将硫化氢气体传感器I输出的4-20mA电流信号转换成0-5V模拟电压信号,并通过滤波电路对模拟电压信号进行整形滤波，然后将模拟电压信号传送给AD转换电路3 ；
[0023]AD转换电路3为模数转换器电路，其与控制器4相连接，用于将输入的模拟电压信号转换成数字信号，并将数字信息传送给控制器4 ；
[0024]控制器4为微控制器芯片，其与射频通信电路5相连接，控制器4为整个装置的控制核心，用于通过AD转换电路3采集硫化氢气体传感器I所检测到的井场空气中的硫化氢气体浓度信息，并通过射频通信电路5将采集的信息发送给上位控制系统；
[0025]射频通信电路5为射频无线收发电路，用于提供控制器4与上位控制系统的无线数据连接；
[0026]升压电路6为升压型直流电压转换器，其与硫化氢气体传感器1、模拟电路2、AD转换电路3、控制器4和射频通信电路5相连接，用于为整个装置提供工作电源；
[0027]蓄电池7由直流可充电电池组成，其与升压电路6相连接。
[0028]所述的模拟电路2的模拟放大器采用MCP601运算放大器。
[0029]所述的AD转换电路3采用mcp3201AD转换芯片。
[0030]所述的控制器4采用picl6F916单片机。[0031]所述的射频通信电路5主要由CCllOO射频芯片构成。
[0032]所述的升压电路6由TPS61170升压芯片及外围电路构成。
[0033]所述的蓄电池7为可充电6V锂电池。
[0034]所述的AD转换电路3与控制器4之间采用SPI串行总线相连接，连接处采用磁耦ADUM1411进行隔离。
[0035]本实用新型提供的石油钻井硫化氢气体便携式无线传感装置的工作过程如下:
[0036]由蓄电池7供电的升压电路6为整个装置提供9V工作电源，硫化氢气体传感器I将井场空气中的硫化氢气体浓度转换成标准的4-20mA电流信号送入模拟电路2，通过模拟电路2输出0-5V的电压信号。将0-5V送入AD转换电路3，经过AD转换芯片，将0-5V模拟电压信号转换成为数字信号，并将数字信号送给控制器4，控制器4将数字信号送入射频通信电路5，并通过射频通信电路5与远端的上位控制系统进行通信。
[0037]图2—图4为本实用新型提供的石油钻井硫化氢气体便携式无线传感装置中主要部分的一个具体实施例电路原理图。
【权利要求】
1.一种石油钻井便携式硫化氢无线传感装置，其特征在于:其包括硫化氢气体传感器(I)、模拟电路(2)、AD转换电路(3)、控制器(4)、射频通信电路(5)、升压电路(6)和蓄电池(7);其中:硫化氢气体传感器(I)为安装在钻井现场的硫化氢气体采集探头，用于测量井场空气中的硫化氢气体浓度，其与模拟电路(2)相连接； 模拟电路(2)为模拟放大器和滤波电路，其与AD转换电路(3)相连接，用于将硫化氢气体传感器(I)输出的4-20mA电流信号转换成0-5V模拟电压信号，并通过滤波电路对模拟电压信号进行整形滤波，然后将模拟电压信号传送给AD转换电路(3 ); AD转换电路(3)为模数转换器电路，其与控制器(4)相连接，用于将输入的模拟电压信号转换成数字信号，并将数字信息传送给控制器(4)； 控制器(4)为微控制器芯片，其与射频通信电路(5 )相连接，用于通过AD转换电路(3 )采集硫化氢气体传感器(I)所检测到的井场空气中的硫化氢气体浓度信息，并通过射频通信电路(5)将采集的信息发送给上位控制系统； 射频通信电路(5)为射频无线收发电路，用于提供控制器(4)与上位控制系统的无线数据连接； 升压电路(6)为升压型直流电压转换器，其与硫化氢气体传感器(I)、模拟电路(2)、AD转换电路(3)、控制器(4)和射频通信电路(5)相连接，用于为整个装置提供工作电源； 蓄电池(7 )由直流可充电电池组成，其与升压电路(6 )相连接。
2.根据权利要求1所述的石油钻井便携式硫化氢无线传感装置，其特征在于:所述的模拟电路(2)的模拟放大器采用MCP601运算放大器。
3.根据权利要求1所述的石油钻井便携式硫化氢无线传感装置，其特征在于:所述的AD转换电路(3)采用mcp3201AD转换芯片。
4.根据权利要求1所述的石油钻井便携式硫化氢无线传感装置，其特征在于:所述的控制器(4)采用picl6F916单片机。
5.根据权利要求1所述的石油钻井便携式硫化氢无线传感装置，其特征在于:所述的射频通信电路(5)主要由CCl 100射频芯片构成。
6.根据权利要求1所述的石油钻井便携式硫化氢无线传感装置，其特征在于:所述的升压电路(6)由TPS61170升压芯片及外围电路构成。
7.根据权利要求1所述的石油钻井便携式硫化氢无线传感装置，其特征在于:所述的蓄电池(7)为可充电6V锂电池。
【文档编号】H02M3/00GK203452774SQ201320544291
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年9月3日 优先权日:2013年9月3日
【发明者】甄建, 宋长虹, 刘永泉, 袁保清, 沈尚春 申请人:中国石油集团渤海钻探工程有限公司