专利名称：注水井剖面热示流量测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于测量配注和笼统注入井剖面的测试装置。
背景技术：
在现有油田测试技术领域，为了测量配注和笼统注入井的剖面，以及检查管外窜槽和封隔器密封情况，人们都需要对流量进行测试。现有的流量测试装置大多采用物性流量计结合集流伞的测量结构。经过长时间的应用后发现，利用这种测量装置，由于存在机械结构，导致测量结果受流体物性的影响较大，测量精度差。
发明内容为了解决背景技术提出的现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种注水井剖面热示流量测试装置，是一种专门用来测量配注和笼统注入井剖面的装置，与同类产品相比，具有较高的测量精度和较低的测量下限，受流体物性的影响较小。本实用新型的技术方案是该种种注水井剖面热示流量测试装置，包括AVR单片机和一个带有液体进、出口的空心测试筒，其特征在于所述空心测试筒内的进口与出口之间依次固定由超级电容控制的加热线圈和1号钼电阻、2号钼电阻；所述测试装置还包括二个以所述钼电阻为传感器的温度检测电路以及为所述加热线圈提供驱动的充放电控制及检测电路；所述二路温度检测电路均由仪表运放AD620芯片和调理放大芯片0P07连接后构成，所述调理放大芯片0P07的输出端对应连接至所述AVR单片机的温度信号输入端PAtl和 PA1 ；所述充放电控制及检测电路，由作为充放电控制的PNP型三极管2SA1943和NPN型三极管2SC5200构成的对管和6W37型光耦连接后构成，所述光耦分别向所述三极管输出导通或关断的控制信号，控制所述超级电容的充、放电，所述充放电控制及检测电路的充电控制端和放电控制端分别连接至所述AVR单片机的对应控制信号输出端；所述AVR单片机的 AD3脚检测充电电压，所述AVR单片机的AD2脚检测放电电压。具体实施时，所述1号钼电阻和2号钼电阻采用PT100，所述AVR单片机采用 MEGA16，所述超级电容由20个耐压为2. 7V容量为70F的电容串联后构成。本实用新型具有如下有益效果本种注水井剖面热示流量测试装置通过超级电容对加热线圈瞬间加热，流体通过加热线圈后的温度瞬间发生改变，通过检测空心测试筒内间隔一定距离的两个由钼电阻构成的温度探测器，根据探测器检测到的有明显波形变化的时域信号，通过相关分析可以确定流体流经探测器的时间间隔，进而可以计算出流体流速和流量。经过大量的实验证明，本种测试装置与同类产品相比，具有较高的测量精度与较低的测量下限，测量下限可以达到3 m 3/d，并且受流体物性的影响较小。
图1是本实用新型电路部分的组成原理图。图2是本实用新型所述空心测试筒的结构原理图。图3是本实用新型所述AVR单片机系统的电气原理图。
3[0011]图4是本实用新型所述温度检测放大电路的电气原理图。图5是本实用新型所述充放电控制及检测电路的电气原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明如图1结合图2所示，该种注水井剖面热示流量测试装置，包括AVR单片机和一个带有液体进、出口的空心测试筒，其中，所述空心测试筒内的进口与出口之间依次固定由超级电容控制的加热线圈和1号钼电阻、2号钼电阻；所述测试装置还包括二个以所述钼电阻为传感器的温度检测电路以及为所述加热线圈提供驱动的充放电控制及检测电路。所述二路温度检测电路的电气原理图如图4所示，均由仪表运放AD620芯片和调理放大芯片0P07 连接后构成，所述调理放大芯片0P07的输出端对应连接至所述AVR单片机的温度信号输入端PAtl,PA1 ；所述充放电控制及检测电路的电气原理图如图5所示，由作为充放电控制的PNP 型三极管2SA1943和NPN型三极管2SC5200构成的对管和6附37型光耦连接后构成，所述光耦分别向所述三极管输出导通或关断的控制信号，控制所述超级电容的充、放电，所述充放电控制及检测电路的充电控制端和放电控制端分别连接至所述AVR单片机的对应控制信号输出端；所述AVR单片机的AD3脚检测充电电压，所述AVR单片机的AD2脚检测放电电压。具体实施时，所述1号钼电阻和2号钼电阻采用PT100，所述AVR单片机采用 MEGA16，其电气原理图如图3所示，所述超级电容由20个耐压为2. 7V容量为70F的电容串联后构成。本装置在使用时，由AVR单片机MEGA16进行温度控制，内部10位AD进行两路温度采集，由于钼电阻选用PT100，加热能量由超级电容提供，容量为70F耐压2. 7V，电容耐压值较低，系统由20个电容串联，等效为耐压47V，容量3. 5F电容，可以满足加热能量需求，系统外接供电电源36V，电路系统内部有电源转换。本装置利用超级电容的储存能力，AVR单片机通过IO管脚控制三极管进行电容充电，同时通过内部AD进行检测充电电压，当达到30V时停止充电。单片机控制电容放电对线圈瞬间加热，电流达到10安培左右，同时启动温度检测电路进行两路温度采集，当电容电压低于20V时单片机控制停止放电，避免下次充电时间过长。充电检测和放电检测由单片机内部两路10位AD完成，电源模块输出电压有正负 5V和供电36V直流电压，单体超级电容耐压值2. 7V/70F，20个串联，耐压满足36V充电电压要求，加热线圈为1千瓦电阻丝。本装置选用MEGA16芯片作为单片机测试核心系统，这是一种工业级芯片，贴片式封装，能够实现耐高温和系统体积小，处理后的数据存储到单片机内部的flash中。由于温度检测放大电路选用仪表运放AD620和调理放大芯片0P07，因此，可以实现低温漂，信号稳定，线性度较好。具体实施时，ADO和ADl接单片机内部AD，进行两路温度采集，而在充放电控制及检测电路中，充放电选用PNP型2SA1943和NPN型2SC5200对管，Q2、Q3为2SA1943， Q3、Q4为2SC5200，电流达到15安培，光耦选用6N137，稳定度较好。充电过程为单片机的 22脚高电平时，控制光耦Al使Q2、Q4三极管导通，进行电容充电；放电过程为单片机的23 脚高电平时，控制光耦A2使Q3、Q5三极管导通，电容放电；同时由单片机的AD4脚检测充电电压，单片机的AD3检测放电电压。[0021] 利用本装置，其实质就是由电路控制部分的超级电容对加热线圈瞬间加热，使流体产生瞬间升温变化，钼电阻1和钼电阻2检测温度变化，得到变化过程两条曲线，通过找到两温度变化最高点，计算出最高温度时间间隔，由于两个钼电阻之间的距离固定，因而可以求出液体流速，在管径截面积已知的条件下可以准确获得当前时刻的液体流量。经过实验验证，本装置与同类产品相比，具有较高的测量精度和较低的测量下限，受流体物性的影响较小。
权利要求1.一种注水井剖面热示流量测试装置，包括AVR单片机和一个带有液体进、出口的空心测试筒，其特征在于所述空心测试筒内的进口与出口之间依次固定由超级电容控制的加热线圈和1号钼电阻、2号钼电阻；所述测试装置还包括二个以所述钼电阻为传感器的温度检测电路以及为所述加热线圈提供驱动的充放电控制及检测电路；所述二路温度检测电路均由仪表运放AD620芯片和调理放大芯片0P07连接后构成，所述调理放大芯片0P07的输出端对应连接至所述AVR单片机的2个温度信号输入端PAtl和PA1 ；所述充放电控制及检测电路，由作为充放电控制的PNP型三极管2SA1943和NPN型三极管2SC5200构成的对管和6W37型光耦连接后构成，所述光耦分别向所述三极管输出导通或关断的控制信号，控制所述超级电容的充、放电，所述充放电控制及检测电路的充电控制端和放电控制端分别连接至所述AVR单片机的对应控制信号输出端；所述AVR单片机的AD3脚检测充电电压，所述AVR单片机的AD2脚检测放电电压。
2.根据权利要求1所述的注水井剖面热示流量测试装置，其特征在于所述1号钼电阻和2号钼电阻采用PT100，所述AVR单片机采用MEGA16，所述超级电容由20个耐压为2. 7V 容量为70F的电容串联后构成。
专利摘要一种注水井剖面热示流量测试装置。主要用来解决现有技术中的测量装置测量范围小、测量精度受流体性质影响较大的问题。其特征在于空心测试筒内的进口与出口之间依次固定由超级电容控制的加热线圈和1号铂电阻、2号铂电阻；测试装置还包括二个以铂电阻为传感器的温度检测电路以及为所述加热线圈提供驱动的充放电控制及检测电路；二路温度检测电路均由仪表运放AD620芯片和调理放大芯片OP07连接后构成，调理放大芯片OP07的输出端对应连接至所述AVR单片机的温度信号输入端；充放电控制及检测电路的充电控制端和放电控制端分别连接至所述AVR单片机的对应控制信号输出端。本种装置，具有较高的测量精度和较低的测量下限，受流体物性的影响较小。
文档编号G01F1/688GK202195845SQ20112027241
公开日2012年4月18日 申请日期2011年7月29日 优先权日2011年7月29日
发明者全星慧, 周围, 张华 , 赵丽华, 韩建 申请人:东北石油大学