专利名称：微功耗无线载荷变送器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种石油采油辅助测量技术的装置，特别是涉及一种能够克服电缆型载荷变送器所存在的电缆易折断、设备可靠性差、接口容易进水等问题的微功耗无线载荷变送器。
背景技术：
目前在石油采油中，抽油机井功图测量普遍采用有线载荷变送器，其使用直流电源，电源通过电缆与变送器相连而向变送器供电，载荷信号通过电缆传送到测量仪器。但是，该种设备主要存在以下问题(1)电缆随变送器一同拉伸到悬绳器，影响正常修井作业；(2)电缆因外力的作用很容易折断；(3)电缆易老化；(4)接头处易进水；(5)有线载荷变送器采用模拟校准技术，校准精度受人为因素影响大，从而影响实际测量精度。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能够克服电缆载荷所存在的电缆易折断、设备可靠性差、接口容易进水等问题的微功耗无线载荷变送器。
本实用新型所采用的技术方案是一种微功耗无线载荷变送器，包括有控制电路；与控制电路相连接的信号调理电路；与信号调理电路相连接的力传感器；与控制电路双向连接的无线通信电路；连接电池并与控制电路双向连接，且分别向控制电路、无线通信电路、信号调理电路、力传感器提供双电压电源的精确电源管理电路构成。所述的电池为一次性电池。
本实用新型的微功耗无线载荷变送器，具有如下效果(1)采用无线数据传输方式，去掉连接电缆，解决了因电缆造成的影响修井作业，电缆容易折断、设备可靠性差，接口容易进水等问题；(2)采用数字校准技术，去掉可调器件，提高设备测量精度和设备的可靠性；(3)采用一次性电池，可靠持久。一次性电池，自耗小，容量大，故障率低，价格优，易于长期使用。
(4)采用微功耗编程技术。为进一步延长电池使用寿命，尽量使设备处于低功耗状态。
(5)采用精确电源管理技术。关闭不用的模块以节能。
(6)采用微功耗码分多址无线传输技术。允许多组设备近距离同时工作而不会产生干扰。
(7)采用在线电池电量监测技术。可以实时监测电池电量，电量过低自动报警。
图1是本实用新型整体构成框图；图2是本实用新型中的控制电路原理图；图3是本实用新型中的精确电源管理电路原理图；图4是本实用新型中的信号调理电路原理图；图5是本实用新型中的键盘电路原理图；图6是本实用新型中的无线通信电路原理图。
其中1控制电路2精确电源管理电路3无线通信电路4信号调理电路5力传感器6电池具体实施方式
以下结合附图给出具体实施例，进一步说明本实用新型的微功耗无线载荷变送器。
如图1所示，本实用新型的微功耗无线载荷变送器，包括有控制电路1；与控制电路相连接的信号调理电路4；与信号调理电路4相连接的力传感器5；与控制电路1双向相连接的无线通信电路3；连接电池6并与控制电路1双向相连接，且分别向控制电路1、无线通信电路3、信号调理电路4、力传感器5提供双电压电源的精确电源管理电路2构成。所述的电池6为一次性电池。
如图2所示，控制电路1包括有单片机U2，本实施例选用型号为MSP430F147的单片机，单片机U2的脚1和脚64接电源Vcc；脚58通过上电复位电路U1连接电源Vcc；脚51通过电阻R2与发光二极管L1的串联接电源Vcc；脚2和脚50接精确电源管理电路2；脚8与脚9通过晶体振荡器CR1相互连接；脚17～脚26分别对应连接通信接口J5的脚2～脚4、脚6～脚12；脚12接键盘电路KEY1，键盘电路KEY1通过电阻R6接电源Vcc；脚7和脚59接信号调理电路4；脚54～脚58接调试接口J4。
在本实施例中，上述的上电复位电路U1选用型号为SP809的芯片。
如图3所示，精确电源管理电路2包括有稳压电路U3，本实施例选用型号为SPX5205的稳压电路芯片，其中，稳压电路U3的脚1、脚2接电池接口J1；脚3接控制电路1中单片机U2的脚50；脚5为电源AVcc的输出端；电源AVcc通过电阻R1连接控制电路1中单片机U2的脚2；电池接口J1本身还形成有电源Vcc的输出端。
精确电源管理电路2中还设置有电源滤波电路，其中，电源Vcc通过电解电容C1与电容C4的并联接数字地，电源AVcc通过电解电容C2与电容C5的并联接模拟地。
如图4所示，信号调理电路4包括有仪表放大器U4，本实施例选用型号为AD623的仪表放大器，其中，仪表放大器U4的脚1通过电阻R5与脚8相连接；脚7接电源AVcc；脚5和脚6分别对应接控制电路1中单片机U2的脚7和脚59；仪表放大器U4的脚2和脚3接传感器接口J2，脚2还通过电容C10接模拟地，脚3还通过电容C11接模拟地，脚4接模拟地，传感器接口J2还通过电阻R4连接电源AVcc。
键盘电路KEY1如图5所示。
如图6所示，无线通信电路3包括有无线通信电路U5，本实施例选用型号为NRF905的控制芯片。其中，无线通信电路U5的脚1、2、3、6、7、8、10、11、12、13均通过接口J7接控制电路1的通信接口J5；脚4、17接电源Vcc，脚4还通过电容C15接数字地；脚5、9、16、18、22、24、26～30接数字地；脚31通过电容C12接数字地；脚25接电源Vcc，还通过电容C13与电容C14的并联接数字地；脚23通过电阻R12接数字地；脚20、21通过电容C25与电感L01的并联相互连接，脚20还通过电感L03与电容C24的串联接数字地，并通过电容C20接数字地；脚21通过电感L02与电容C22的串联接天线插座P1的脚1，并通过电容C21接数字地；天线插座P1的脚1还通过电容C23接地，脚2接地。
无线通信电路U5的脚19通过电容C19接地；脚14、15接晶体振荡器X1的两个端点，晶体振荡器X1的此两个端点还通过电阻R11相连，以及还分别通过电容C17、C18接数字地，晶体振荡器X1的另两个端点接数字地。
权利要求1.一种微功耗无线载荷变送器，其特征在于，包括有控制电路(1)；与控制电路相连接的信号调理电路(4)；与信号调理电路(4)相连接的力传感器(5)；与控制电路(1)双向连接的无线通信电路(3)；连接电池(6)并与控制电路(1)双向连接，且分别向控制电路(1)、无线通信电路(3)、信号调理电路(4)、力传感器(5)提供双电压电源的精确电源管理电路(2)构成。
2.根据权利要求1所述的微功耗无线载荷变送器，其特征在于，所述的电池(6)为一次性电池。
3.根据权利要求1所述的微功耗无线载荷变送器，其特征在于，所述的控制电路(1)包括有单片机U2，单片机U2的脚1和脚64接电源Vcc；脚58通过上电复位电路U1连接电源Vcc；脚51通过电阻R2与发光二极管L1的串联接电源Vcc；脚2和脚50接精确电源管理电路(2)；脚8与脚9通过晶体振荡器CR1相互连接；脚17～脚26分别对应连接通信接口J5的脚2～脚4、脚6～脚12；脚12接键盘电路KEY1；脚7和脚59接信号调理电路(4)；脚54～脚58接调试接口J4。
4.根据权利要求1所述的微功耗无线载荷变送器，其特征在于，所述的信号调理电路(4)包括有仪表放大器U4，其中，仪表放大器U4的脚1通过电阻R5与脚8相连接；脚7接电源AVcc；脚5和脚6分别对应接控制电路(1)中单片机U2的脚7和脚59；仪表放大器U4的脚2和脚3接传感器接口J2，脚2还通过电容C10接模拟地，脚3还通过电容C11接模拟地，脚4接模拟地，传感器接口J2还通过电阻R4连接电源AVcc。
5.根据权利要求1所述的微功耗无线载荷变送器，其特征在于，所述的精确电源管理电路(2)包括有稳压电路U3，其中，稳压电路U3的脚1、脚2接电池接口J1；脚3接控制电路(1)中单片机U2的脚50；脚5为电源AVcc的输出端；电源AVcc通过电阻R1连接控制电路(1)中单片机U2的脚2；电池接口J1本身还形成有电源Vcc的输出端。
6.根据权利要求1所述的微功耗无线载荷变送器，其特征在于，所述的精确电源管理电路(2)还设置有电源滤波电路，其中，电源Vcc通过电解电容C1与电容C4的并联接数字地，电源AVcc通过电解电容C2与电容C5的并联接模拟地。
7.根据权利要求1所述的微功耗无线载荷变送器，其特征在于，所述的无线通信电路(3)包括有无线通信电路U5，其中，无线通信电路U5的脚1、2、3、6、7、8、10、11、12、13均通过接口J7接控制电路(1)的通信接口J5；脚4、17接电源Vcc，脚4还通过电容C15接数字地；脚5、9、16、18、22、24、26～30接数字地；脚31通过电容C12接数字地；脚25接电源Vcc，还通过电容C13与电容C14的并联接数字地；脚23通过电阻R12接数字地；脚20、21通过电容C25与电感L01的并联相互连接，脚20还通过电感L03与电容C24的串联接数字地，并通过电容C20接数字地；脚21通过电感L02与电容C22的串联接天线插座P1的脚1，并通过电容C21接数字地；天线插座P1的脚1还通过电容C23接地，脚2接地；无线通信电路U5的脚19通过电容C19接地；脚14、15接晶体振荡器X1的两个端点，晶体振荡器X1的此两个端点还通过电阻R11相连，以及还分别通过电容C17、C18接数字地，晶体振荡器X1的另两个端点接数字地。
专利摘要本实用新型公开一种微功耗无线载荷变送器，包括有控制电路；与控制电路相连接的信号调理电路；与信号调理电路相连接的力传感器；与控制电路双向相连接的无线通信电路；连接电源并与控制电路双向相连接，且分别向控制电路、无线通信电路、信号调理电路、力传感器提供双电压电源的精确电源管理电路构成。本实用新型采用无线数据传输方式，解决了因电缆造成的影响修井作业，电缆容易折断、设备可靠性差，接口容易进水等问题；采用数字校准技术，提高设备测量精度和可靠性；采用一次性电池，可靠持久；使设备处于低功耗状态；采用精确电源管理技术，关闭不用的模块以节能；允许多组设备近距离同时工作而不会产生干扰；可以实时监测电池电量，电量过低自动报警。
文档编号G08C17/02GK2891129SQ200620025948
公开日2007年4月18日 申请日期2006年4月29日 优先权日2006年4月29日
发明者高志勇, 周成行, 冯刚, 王怀玉 申请人:中国石油大港油田第二采油厂