专利名称：一种数字式定向参数测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及定向參数测量技术领域，尤其涉及ー种数字式定向參数測量装置。
背景技术：
目前，在定向參数測量技术领域中，各种姿态角度的测量过程中，需要使用加速度计和磁測量传感器来实现重力场及地磁场的測量，并通过一定的数学模型方法实现定向參数測量，即井斜角、方位角、工具面角、磁性工具面角、重立场总量、地磁场总量的測量。现有技术采用加速度计和磁通门传感器的模拟输出作为用户接ロ，没有集成高温条件下的温度补偿，且没有集成振动条件下的滤波处理。
发明内容本实用新型的目的是提供ー种数字式定向參数測量装置，实现了在高温条件下及振动条件下的高精度測量，提高了定向參数測量精度。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的ー种数字式定向參数測量装置，所述装置包括測量骨架，三支加速度计传感器，三支磁通门传感器和測量电路，其中所述三支加速度计传感器以互相正交的方式安装于所述測量骨架上；所述三支磁通门传感器以互相正交的方式安装于所述測量骨架上，且所述三支磁通门传感器与所述三支加速度计传感器的对应轴线平行安装；所述测量电路安装于所述測量骨架的中间部位。所述装置还包括对外数字接ロ，该对外数字接ロ安装于所述測量骨架上。所述装置还包括用于温度測量并通过温度补偿方法对所述装置实现温度补偿的温度传感器。由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，所述装置包括測量骨架，三支加速度计传感器，三支磁通门传感器和測量电路，其中所述三支加速度计传感器以互相正交的方式安装于所述測量骨架上；所述三支磁通门传感器以互相正交的方式安装于所述測量骨架上，且所述三支磁通门传感器与所述三支加速度计传感器的对应轴线平行安装；所述测量电路安装于所述測量骨架的中间部位。该装置能够实现在高温条件下及振动条件下的高精度測量，提高定向參数测量精度。
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。[0014]图I为本实用新型实施例所提供数字式定向參数測量装置的结构示意图；图2为本实用新型实施例所举具体实例中硬件滤波模块的电路示意图；图3为本实用新型实施例所提供具体实例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。本实用新型实施例提供了ー种数字式定向參数測量装置，将传感器、传感器測量电路、温度补偿功能、消除振动影响的滤波功能集成在所述数字式定向数据测量装置内，所述定向參数测量装置通过所安装的加速度计及磁通门传感器实现对重力场及地磁场的测量，从而实现对井斜角、方位角、工具面角、磁性工具面角、重力场总量及地磁场总量的测量，下面将结合附图对本实用新型实施例作进ー步地详细描述，如图I所示为本实用新型实施例所提供数字式定向參数測量装置的结构示意图，所述装置包括測量骨架，三支加速度计传感器，三支磁通门传感器和測量电路，其中所述三支加速度计传感器以互相正交的方式安装于所述測量骨架上，用于测量井斜角、工具面角、重力场总量等定向參数；所述三支磁通门传感器以互相正交的方式安装于所述測量骨架上，且所述三支磁通门传感器与所述三支加速度计传感器的对应轴线平行安装，通过所述三支磁通门传感器配合所述三支加速度计传感器測量方位角、磁性工具面角、地磁场总量等定向參数；所述测量电路安装于所述測量骨架的中间部位，用于对所述三支加速度计及三支磁通门传感器的输出进行调理，对调理后的信号进行模数AD变换，并对AD变换后的数据进行温度补偿、安装位置误差补偿等操作。具体实现中，所述装置还包括对外数字接ロ，该对外数字接ロ安装于所述測量骨架上，该对外数字接ロ用于完成把补偿后的加速度计测量数据、磁通门测量数据、温度以及经计算得出的井斜角、方位角、工具面角、磁性工具面角等參数通过数字接ロ提供给用户。所述装置还包括温度传感器，通过所述温度传感器进行温度測量，并通过一定的温度补偿方法对所述装置实现温度补偿，从而在0-150摄氏度温度条件下都可以实现高精度測量。上述温度补偿方法具体可采用二次曲线法，在0-150摄氏度范围内，每隔10摄氏度測量一次传感器的零偏及标度因数两工作參数，并采用最小二乗法分别拟合零偏二次曲线及标度因数二次曲线。零偏二次曲线及标度因数的二次曲线的系数下装到所述装置的内部非易失存储器内，所述装置上电后，程序读取非易失存储器内的数据，并在程序运行过程中使用这些数据进行零偏和标度因数的计算。所述装置还包括硬件滤波模块和软件滤波模块，用于消除振动对于所述定向參数測量装置測量精度的影响，使得数字式定向參数測量装置在5g(20-200Hz)振动条件下可以实现高精度測量。具体来说，硬件滤波模块采用简便有效的RC滤波方式，如图2所示为本实用新型实施例所举具体实例中硬件滤波模块的电路示意图，图2中Vi为加速度计的输出信号，输入到滤波电路，Vo为滤波输出信号。在振动条件下，加速度计的输出信号包含直流分量及交流分量，其中直流分量为有用的信号分量，交流分量为噪音信号；经过RC滤波后，由振动引起的交流噪音信号可以得到有效的衰减，而直流分量保持不变。上述软件滤波模块可采用去极值平均值的方式滤波，对于3支加速度计传感器的AD采样值及3支磁通门传感器的AD采样值采用同样的滤波方法，具体可对6支传感器的测量输出值，分别各采样16个数据，
去掉最大值与最小值，并取其余14个点的数据做算木平均值滤波，滤波结果作为定向參数
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的计算数据，公式如下
权利要求1.ー种数字式定向參数測量装置，其特征在于，所述装置包括測量骨架，三支加速度计传感器，三支磁通门传感器和測量电路，其中 所述三支加速度计传感器以互相正交的方式安装于所述測量骨架上； 所述三支磁通门传感器以互相正交的方式安装于所述測量骨架上，且所述三支磁通门传感器与所述三支加速度计传感器的对应轴线平行安装； 所述测量电路安装于所述測量骨架的中间部位。
2.根据权利要求I所述的数字式定向參数測量装置，其特征在干， 所述装置还包括对外数字接ロ，该对外数字接ロ安装于所述測量骨架上。
3.根据权利要求I所述的数字式定向參数測量装置，其特征在于，所述装置还包括用于温度測量并通过温度补偿方法对所述装置实现温度补偿的温度传感器。
专利摘要本实用新型实施例公开了一种数字式定向参数测量装置。所述装置包括测量骨架，三支加速度计传感器，三支磁通门传感器和测量电路，其中所述三支加速度计传感器以互相正交的方式安装于所述测量骨架上；所述三支磁通门传感器以互相正交的方式安装于所述测量骨架上，且所述三支磁通门传感器与所述三支加速度计传感器的对应轴线平行安装；所述测量电路安装于所述测量骨架的中间部位。该装置能够实现在高温条件下及振动条件下的高精度测量，提高定向参数测量精度。
文档编号G01C1/00GK202452984SQ20122001529
公开日2012年9月26日 申请日期2012年1月12日 优先权日2012年1月12日
发明者冯泽东, 刘海, 常永旺, 王聪, 石岩峰, 石峻峰 申请人:中天启明石油技术有限公司