专利名称：油田井下多参数信号采集供电电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子技术领域，涉及一种油田井下多参数信号采集供电电路。
背景技术：
电动潜油泵是油田开发的重要机械采油设备，其作用就是将井下的石油抽送到井上，电动潜油泵的工况监测对整个油田开发有着重要的意义。油井多参数监测系统主要完成对电动潜油泵作业过程监测，对设备运行状态进行实时检测、工况信息采集、数据传输， 对异常工况进行报警等功能，使生产和管理人员及时控制和掌握生产动态，从而实现油井的远程监控，并可以对取得的实时数据进行统计、分析、优化，从而为保证了生产设备正常运转、降低生产成本，提高生产效率。目前已开发有多种规格的产品来监测电动潜油泵的工况，测试的参数一般是2-7 个，测试参数多，测量范围相当广泛，测量精度和分辨率也都很高，完全可以覆盖井下石油各参数的测量，满足用户对各种油井生产参数的测量和监控。但是，现有监测装置结构复杂，精度不高，价格昂贵，维修困难。
发明内容本实用新型的目的是提供一种油田井下多参数信号采集供电电路，解决了井下多参数采集系统的供电问题，并解决了信号的传输问题。本实用新型所采用的技术方案是，一种油田井下多参数信号采集供电电路，其特征在于包括输入端的供电电路，供电电路与输出端的信号板供电电路连接，供电电路还与线圈XQ的副边连接，线圈XQ的原边与振荡电路、电流反馈电路和输入电压依次连接。本实用新型电路的有益效果是，基于电力载波技术的采集系统可以对井下温度、 压力、漏电流、振动等多个参数进行采集并处理，将转换的4-20毫安电流信号通过电力载波的方式传至地面上位机，将多路信号整合成一路进行分时采集，并考虑到了实际电机漏电流的情况，使参数采集更加精准。此供电电路可以高效的将电机的电压转换成信号采集系统所需的各种电压，并通过反馈电路将信号系统的整合信号转换成标准电流信号传至供电回路中，有效的解决了供电与信号的通道问题。
图1是本实用新型装置中的供电电路图；图2是本实用新型装置中的开关电源振荡电路图；图3是本实用新型装置中的电流反馈电路图；图4是本实用新型装置的信号板供电电路图。图中，1.振荡电路，2.内部电源，3.电流反馈电路。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。本实用新型的装置，包括输入端的供电电路，供电电路与输出端的信号板供电电路连接，供电电路还与线圈XQ的副边连接，线圈XQ的原边与振荡电路1、电流反馈电路3和输入电压依次连接。如图1，本实用新型中的供电电路的结构是，稳压芯片UlA的Vout端同时与电容 Cl的正极和+5V输出端连接；稳压芯片UlA的GND端接地并同时与电容Cl的负极、电容C2 的正极、电容C4的负极、电容C3、电容C5以及线圈XQ的副边中点连接；稳压芯片UlA的Vin 端同时与二极管D4的正极、电容C4的正极、电容C5的另一端连接；二极管D4的负极和二极管Dl的正极分别与线圈XQ的副边两端连接，二极管Dl 的负极、电容C2的负极、电容C3的另一端同时与-5V输出端连接；输入电压一端与线圈XQ 的正边一端连接，输入电压另一端依次通过电流反馈电路、振荡电路后与线圈XQ的正边另一端连接；在电容Cl的负极和输出V-之间连接有内部设置的电源。图1中的电容C1、C2、C4均为直插钽电容；电容C3、C5均为贴片电容；线圈XQ的副边和原边匝数分别为13和70，+120V的电源输入端连接线圈的原边一端，原边另一端与振荡电路连接，开关电源线圈的副边可提供正负双向电压。该供电电路相当于简易的开关电源，可将油井下电机可提供的IlOV电压高效率的转换成电路板所需的低电压，电路核心为5V稳压芯片UlA,型号为Ip2950cz5. 0。如图2，本实用新型中的(开关电源)振荡电路1的结构是，U2的脚1同时与节点 A、三极管Q3的射极、三极管Q2的源极、二极管D2的正极连接；三极管Q2漏极和D2的负极同时与线圈L的原边一端相连，线圈L的原边另一端为节点C ；U2的脚2与脚3之间设置有电阻R3 ；U2的脚3同时与三极管Ql的栅极和三极管Q3的栅极连接，三极管Ql发射极与电阻R1、三极管Q3集电极连接，电阻Rl另一端与三极管Q2栅极连接；U2的脚4同时与U2的脚8、Ql的射极连接；U2的脚6同时与电容C18、U2的脚2相连；U2的脚8与节点B连接；节点A和节点B之间并联有电容C6、C7、二极管D5 ；节点B和节点C之间连接有电阻R2 ；节点A和节点C之间并联有电容C8、C9、以及由二极管D3和D6串联构成的电路；节点C和接地点之间依次连接有二极管D7和D9 ；节点C和接地点之间另外依次连接有电容 C12和Cll ；节点C与输入电压的正极连接，节点A通过电流反馈电路与输入电压的负极连接。图2中的集成电路U2选用型号为ICM7555，Rl、R2是直插电阻，C6、C9、Cll、C12 为钽电容，C7、C8、C18为贴片电容。该振荡电路串在开关电源线圈的原边中，为其提供所需的脉冲，并适当的设置多个二极管用于保护电路的稳定。如图3，本实用新型装置中的(信号电压转换)电流反馈电路3的结构是，集成电路 U3A的正相输入端与SIGNAL信号连接，集成电路U3A的反相输入端同时与电容C15、电阻R7 相连，电阻R7再与节点E连接，U3A的输出端同时与电阻R5、R6、电容C15的另一端分别相连，U3A的正相输出端和电阻R5的另一端接V+电源端，U3A的反相输出端接V-电源端；电阻R6的另一端同时与三极管Q5的基极、电容C13、二极管DlO分别连接，DlO的负极接地， 三极管Q5的集电极与振荡电路和电阻R4同时连接于节点F，三极管Q5的发射极与C13的另一端、电阻R8、R7的另一端共同连接于节点E，节点E通过并联的二极管Q4和Q6后，再经过电阻R4与节点F连接。图3中的集成电路U3A选用型号为LMC662，电阻R5、R6、R7、R8均为直插电阻，电容C13、C14、C15均为贴片电容。图3中的电路用于将调理过的电压信号转变为标准电流信号并传入回路中，通过电力载波的方式在含有交流电的电机中传输，并通过对截止状态三极管的应用将开关电源部分与回路中电流隔开。如图4，本实用新型装置中的信号板供电电路的结构是，集成电路Ul的脚8接V+ 输出，脚3接地，脚7经过电阻Rll后接地；集成电路Ul的脚7与脚1之间设置有电阻R12 和电容C03构成的并联电路；集成电路Ul的脚1与输出3V电压，集成电路Ul的脚1通过电容C02接地；集成电路Ul的脚1通过电阻R13与节点G连接，节点G通过R14和电容COl 构成的并联电路接地；节点G与集成运放U2A的正相输入端连接，集成运放U2A的反相输入端与输出端同时与电阻R15、R16、输出IV端头分别连接，电阻R15的另一端接地，电阻R16 的另一端与节点K连接；节点K同时与电阻R18、电容C04、集成运放U2B的反相输入端分别连接，集成运放U2B的正相输入端接地，电容C04的另一端与集成运放U2B的输出端连接， 集成运放U2B的输出端与电阻R17连接，电阻R17和电阻R18均与输出-3V电压连接。图 4 中的电阻 R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18 均为直插电阻；电容 C01、C03、 C04均为贴片电容。集成电路Ul选用Ii^951CN型号，集成运放U2A和集成运放U2B选用型号均为LT1014。综上所述，本实用新型的图2、图3分别显示了振荡电路和电流反馈电路结构，图 1中电路的输出V+、V_给图4中信号板供电电路的电压转换提供了输入。图1的开关电源设计简单实用，高效的将电机输入高电压转为低电压。图2中的振荡电路是串在图1中的线圈原边中为其提供振荡源，具有稳定的振荡源，并添加了各种二极管保护了电路的稳定。 图3的反馈电路也是连接信号系统与整合回路的重要电路，它将信号转为电流信号后转入整个回路而不影响其他电路的工作。图4将图1输出的电压更为精确的转为信号系统所需的各个电压。整个图1、图2、图3、图4就完整的构成了井下多参数采集系统的供电系统，稳定且高效，并提供信号传输通道。
权利要求1.一种油田井下多参数信号采集供电电路，其特征在于包括输入端的供电电路，供电电路与输出端的信号板供电电路连接，供电电路还与线圈XQ的副边连接，线圈XQ的原边与振荡电路(1)、电流反馈电路(3)和输入电压依次连接。
2.根据权利要求1所述的油田井下多参数信号采集供电电路，其特征在于所述的供电电路的结构是，稳压芯片UlA的Vout端同时与电容Cl的正极和+5V输出端连接；稳压芯片UlA的GND端接地并同时与电容Cl的负极、电容C2的正极、电容C4的负极、电容C3、电容C5以及线圈XQ的副边中点连接；稳压芯片UlA的Vin端同时与二极管D4的正极、电容 C4的正极、电容C5的另一端连接；二极管D4的负极和二极管Dl的正极分别与线圈XQ的副边两端连接，二极管Dl的负极、电容C2的负极、电容C3的另一端同时与-5V输出端连接；输入电压一端与线圈XQ的正边一端连接，输入电压另一端依次通过电流反馈电路、振荡电路后与线圈XQ的正边另一端连接；在电容Cl的负极和输出V-之间连接有内部设置的电源。
3.根据权利要求1所述的油田井下多参数信号采集供电电路，其特征在于所述的振荡电路(1)的结构是，U2的脚1同时与节点A、三极管Q3的射极、三极管Q2的源极、二极管 D2的正极连接；三极管Q2漏极和D2的负极同时与线圈L的原边一端相连，线圈L的原边另一端为节点C ；U2的脚2与脚3之间设置有电阻R3 ；U2的脚3同时与三极管Ql的栅极和三极管Q3的栅极连接，三极管Ql发射极与电阻R1、三极管Q3集电极连接，电阻Rl另一端与三极管Q2栅极连接；U2的脚4同时与U2的脚8、Ql的射极连接；U2的脚6同时与电容 C18、U2的脚2相连；U2的脚8与节点B连接；节点A和节点B之间并联有电容C6、C7、二极管D5 ；节点B和节点C之间连接有电阻 R2 ；节点A和节点C之间并联有电容C8、C9、以及由二极管D3和D6串联构成的电路；节点 C和接地点之间依次连接有二极管D7和D9 ；节点C和接地点之间另外依次连接有电容C12 和Cll ；节点C与输入电压的正极连接，节点A通过电流反馈电路与输入电压的负极连接。
4.根据权利要求1所述的油田井下多参数信号采集供电电路，其特征在于所述的电流反馈电路(3)的结构是，集成电路U3A的正相输入端与SIGNAL信号连接，集成电路U3A 的反相输入端同时与电容C15、电阻R7相连，电阻R7再与节点E连接，U3A的输出端同时与电阻R5、R6、电容C15的另一端分别相连，U3A的正相输出端和电阻R5的另一端接V+电源端，U3A的反相输出端接V-电源端；电阻R6的另一端同时与三极管Q5的基极、电容C13、二极管DlO分别连接，DlO的负极接地，三极管Q5的集电极与振荡电路和电阻R4同时连接于节点F，三极管Q5的发射极与C13的另一端、电阻R8、R7的另一端共同连接于节点E，节点 E通过并联的二极管Q4和Q6后，再经过电阻R4与节点F连接。
5.根据权利要求1所述的油田井下多参数信号采集供电电路，其特征在于所述的信号板供电电路的结构是，集成电路Ul的脚8接V+输出，脚3接地，脚7经过电阻Rll后接地；集成电路Ul的脚7与脚1之间设置有电阻R12和电容C03构成的并联电路；集成电路 Ul的脚1与输出3V电压，集成电路Ul的脚1通过电容C02接地；集成电路Ul的脚1通过电阻R13与节点G连接，节点G通过R14和电容COl构成的并联电路接地；节点G与集成运放U2A的正相输入端连接，集成运放U2A的反相输入端与输出端同时与电阻R15、R16、输出IV端头分别连接，电阻R15的另一端接地，电阻R16的另一端与节点K连接；节点K同时与电阻R18、电容C04、集成运放U2B的反相输入端分别连接，集成运放U2B的正相输入端接地，电容C04的另一端与集成运放U2B的输出端连接，集成运放U2B的输出端与电阻R17连接，电阻R17和电阻R18均与输出-3V电压连接。
专利摘要本实用新型公开了一种油田井下多参数信号采集供电电路，包括输入端的供电电路，供电电路与输出端的信号板供电电路连接，供电电路还与线圈XQ的副边连接，线圈XQ的原边与振荡电路、电流反馈电路和输入电压依次连接。本实用新型的电路，具有稳定的振荡源，并添加了各种二极管保护了电路的稳定，完整的构成了井下多参数采集系统的供电系统，稳定且高效，并提供信号传输通道。
文档编号H02M3/338GK201956906SQ201020678050
公开日2011年8月31日 申请日期2010年12月24日 优先权日2010年12月24日
发明者李强, 梁丽, 陈凯 申请人:西安理工大学