一种用于测量石油钻井泥浆温度的无线传感器系统的制作方法

本实用新型涉及一种无线传感器系统，具体是指一种用于测量石油钻井泥浆温度的无线传感器系统，属于无线传感器技术领域。

背景技术：

温度传感器(Temperature Transducer)是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，目前品种繁多。按照测量方式可分为接触式和非接触式两大类，而按照传感器材料及电子元件特性则可分为热电阻和热电偶两大类。

目前，传统的用于测量石油钻井泥浆温度的传感器，存在以下不足：一般测量石油钻井泥浆的温度传感器在对温度进行测量之后，只能通过数据线连接计算机主机进行数据传输，这样不仅造成线路复杂，而且使得测量的效率不高。

基于上述，本实用新型提出一种用于测量石油钻井泥浆温度的无线传感器系统，有效解决现有技术中存在的缺点和限制。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种用于测量石油钻井泥浆温度的无线传感器系统，通过无线通讯方式传输探测到的泥浆温度信号，线路简单；并且可自动进行休眠，有效减少功耗和能源。

为达上述目的，本实用新型提出一种用于测量石油钻井泥浆温度的无线传感器系统，包含：温度探头，实时探测石油钻井泥浆的温度数据；温度传感器，与温度探头通过导线电连接，接收温度数据并转换至温度电信号输出；无线传感器节点，与温度传感器通过导线电连接，接收温度电信号并通过无线通讯传输至控制计算机；太阳能电池板，与无线传感器节点通过导线电连接，将太阳能转换为电能并为无线传感器节点充电。

其中，所述的无线传感器节点包含：导电板，固定安装在无线传感器节点的壳体内部；数据采集模块，固定安装在导电板上，与温度传感器连接，采集温度传感器输出的温度电信号；无线传输模块，固定安装在导电板上，与数据采集模块连接，将温度电信号通过无线通讯传输至控制计算机。

所述的无线传感器节点还包含：存储芯片，固定安装在导电板上，与数据采集模块通过导线电连接，数据采集模块将其接收到的所有温度电信号传输至存储芯片中进行存储。

所述的无线传感器节点还包含：定时芯片，固定安装在导电板上，与数据采集模块通过导线电连接，其内部设置休眠时段信息，该定时芯片根据休眠时段信息控制数据采集模块自动休眠。

所述的无线传感器节点还包含：充电座，固定安装在导电板上；充电电池，固定安装在充电座的内部，与太阳能电池板通过导线电连接。

所述的温度探头采用由铂金属丝制成的测温电阻器。

所述的温度探头直接测量液体、蒸汽和气体介质的温度。

所述的温度探头采用低功耗温度探头。

综上所述，本实用新型所述的用于测量石油钻井泥浆温度的无线传感器系统，具有以下优点和有益效果：

1、通过设置无线传感器节点，并在该无线传感器节点中设置数据采集模块、无线传输模块，对探测到的温度信号进行无线传输；另外通过设置低功耗温度探头，有效减少功耗；

2、通过设置定时芯片和存储芯片，不仅能够存储探测到的温度信号，以备后续研究使用，还能够根据设置自动进行休眠，以减少功耗；

3、通过设置太阳能电池板、充电电池以及充电口等，有效节约能源，达到循环使用。

附图说明

图1为本实用新型中的用于测量石油钻井泥浆温度的无线传感器系统的结构示意图；

图2为本实用新型中的无线传感器节点的内部结构示意图，具体示出导电板、数据采集电路、无线收发模块、数据传输模块、定时芯片、存储芯片之间的连接关系；

图3为本实用新型中的无线传感器节点的侧面结构示意图，具体示出三芯插座、五芯插座、充电口之间的安装示意图；

图4为本实用新型中的温度传感器与三芯插座之间的连接示意图；

图5为本实用新型中的太阳能电池板与五芯插座之间的连接示意图。

具体实施方式

以下结合图1～图5，通过优选实施例对本实用新型的技术内容、构造特征、所达成目的及功效予以清楚、完整、详细的说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，为本实用新型所提供的用于测量石油钻井泥浆温度的无线传感器系统，包含：温度探头1，实时探测石油钻井泥浆的温度数据；温度传感器2，与温度探头1通过导线电连接，接收温度数据并转换至温度电信号输出；无线传感器节点3，与温度传感器2通过导线电连接，接收温度电信号并通过无线通讯传输至控制计算机；太阳能电池板4，与无线传感器节点3通过导线电连接，将太阳能转换为电能并为无线传感器节点3充电。

其中，所述的无线传感器节点3包含：导电板5，固定安装在无线传感器节点3的壳体内部；数据采集模块6，固定安装在导电板5上，与温度传感器2连接，采集温度传感器2输出的温度电信号；无线传输模块7，固定安装在导电板5上，与数据采集模块6连接，将温度电信号通过无线通讯传输至控制计算机。

所述的无线传感器节点3还包含：存储芯片8，本实施例中存储芯片8的型号为AT24C01，该存储芯片8固定安装在导电板5上，与数据采集模块6通过导线电连接，数据采集模块6将其接收到的所有温度电信号传输至存储芯片8中进行存储。

所述的无线传感器节点3还包含：定时芯片15，本实施例中定时芯片15的型号为C9FF/6993，该定时芯片15固定安装在导电板5上，与数据采集模块6通过导线电连接，其内部设置休眠时段信息，该定时芯片15根据休眠时段信息控制数据采集模块6对温度传感器2输出的温度电信号的采集时间及停止时间。优选的，例如定时芯片15内设置的休眠时段为每天的20点至次日的6点，那么在该时间段中，定时芯片15控制数据采集模块6停止工作，自动进行休眠从而减少功耗。

所述的无线传感器节点3还包含：充电座9，固定安装在导电板5上；充电电池10，固定安装在充电座9的内部，与太阳能电池板4通过导线电连接，利用通过太阳能得到的电能为充电电池10充电。

所述的无线传感器节点3还包含：三芯插座11，设置在无线传感器节点3的壳体一侧外壁上，通过该三芯插座11实现温度传感器2与数据采集模块6之间的电路连接；五芯插座12，设置在无线传感器节点3的壳体一侧外壁上，通过该五芯插座12实现太阳能电池板4与充电电池10之间的电路连接；充电口13，设置在无线传感器节点3的壳体一侧外壁上，在太阳能电池板4无法满足充电电池10的充电电能需求时，还能够通过该充电口13连接常规电源为充电电池10充电。

如图3所示，所述的三芯插座11、五芯插座12和充电口13依次相邻设置在无线传感器节点3的壳体一侧外壁上。

如图4所示，所述的温度传感器2的红、黑、绿3根信号输出线分别连接至三芯插座11的各个插口内。如图5所示，所述的太阳能电池板4的正负极连接线分别连接至五芯插座12上。

在本实用新型的优选实施例中，所述的温度探头1采用由铂金属丝制成的测温电阻器实现，具有精度高、分辨率好、安全可靠等特点。

在本实用新型的优选实施例中，所述的温度探头1可直接测量各种生产过程中的液体、蒸汽和气体介质的温度。

在本实用新型的优选实施例中，所述的温度探头1可采用低功耗温度探头，可有效减少能量损耗。本实施例中，所述的低功耗温度探头的型号为IRTP-300M。

在本实用新型的优选实施例中，所述的温度传感器2的型号为WSX-71、WS-71、WSS-311、WS-70、WSS-401、WSS-401F其中的一种，随着温度变化引起金属片弯曲，那么金属片弯曲的曲率就可以转换成一个输出信号进行输出，进而进行显示温度。

本实用新型所述的用于测量石油钻井泥浆温度的无线传感器系统，具体工作原理如下所述。先将控制计算机与无线传输模块7之间建立无线通讯连接。然后在放置石油钻井泥浆的容器罐上割开一个口字型，将温度探头1分别放置在容器罐内的泥浆进口和出口位置。再利用固定支架将温度传感器2固定(例如固定安装在容器罐的外壁上)。随后，将无线传感器节点3固定设置在温度传感器2的附近，将温度传感器2的信号输出线的三芯针形插头插入无线传感器节点3的三芯插座11上并旋紧，再将太阳能电池板4接入到无线传感器节点3的五芯插座12上。利用温度探头1感应泥浆的温度变化，由于其采用测温电阻器实现，因此当温度变化时该温度探头1的电阻也会随之变化，通过温度传感器2将变化的电阻值转换为温度电信号，并由数据采集模块6采集接收，最后通过无线传输模块7通过无线通讯传输至控制计算机，同时数据采集模块6将采集到的温度电信号传输至存储芯片8进行存储。

综上所述，本实用新型所述的用于测量石油钻井泥浆温度的无线传感器系统，具有以下优点和有益效果：

1、通过设置无线传感器节点，并在该无线传感器节点中设置数据采集模块、无线传输模块，对探测到的温度信号进行无线传输；另外通过设置低功耗温度探头，有效减少功耗；

2、通过设置定时芯片和存储芯片，不仅能够存储探测到的温度信号，以备后续研究使用，还能够根据设置自动进行休眠，以减少功耗；

3、通过设置太阳能电池板、充电电池以及充电口等，有效节约能源，达到循环使用。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。