[发明专利]一种防爆型模拟信号分配装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种防爆型模拟信号分配装置，用于油田石油钻机信号采集设计，属于防爆型模拟信号分配装置技术领域。

背景技术

通常顶驱式钻机扭矩和转速信号是以电流的形式输出，但当钻井仪表和录井仪都要采集该信号时，就需要把一路信号分为两路相同的信号供不同的仪器使用，这个时候就需要用到信号分配装置。但是，油田的现场环境非常恶劣，仪器的工作温度范围-40～85℃，要具有防爆的功能，还要克服较强的电磁场干扰，一般的信号分配器在油田无法工作。因此信号分配装置既要能够适应油田的恶劣环境，复制的各路信号还要有高度的一致性。目前为止，还没有能够满足要求的模拟信号分配装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种防爆型模拟信号分配装置，使其不仅能够适应油田的恶劣环境，复制的各路信号还有高度的一致性。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种防爆型模拟信号分配装置，其特征在于，包括隔爆外壳，在隔爆外壳内设有隔离栅，隔离栅的输入端连接输入信号，隔离栅的输出端连接信号分配电路的输入端，信号分配电路的输出端分别连接用于输出电流信号的第一变送电路、用于输出电流信号的第二变送电路及用于输出电压信号的第三变送电路的输入端。

隔离栅将输入信号隔离，使分配装置的防爆等级达到“本质安全的”水平；信号分配电路将输入信号分为三路相同的信号源，作为第一变送电路、第二变送电路和第三变送电路的输入分别产生电流信号和电压信号。

本发明提供的防爆型模拟信号分配装置不仅解决了顶驱式钻机扭矩和转速信号同时供两个设备使用的情况，而且也可以将一路传感器的信号分成两路输出，扩展了其应用性。同时输出信号可选择电流信号或电压信号，满足不同需求。

附图说明

图1为本发明提供的一种防爆型模拟信号分配装置的结构框图；

图2为信号分配电路的结构框图；

图3为第一变送电路及第二变送电路的结构框图；

图4为第三变送电路的结构框图。

具体实施方式

以下结合实施例来具体说明本发明。

实施例

如图1所示，为本发明提供的一种防爆型模拟信号分配装置的结构框图，包括隔爆外壳1，在隔爆外壳1内设有隔离栅，隔离栅的输入端连接输入信号，隔离栅的输出端连接信号分配装置的输入端，信号分配装置的输出端分别连接用于输出电流信号的第一变送电路、用于输出电流信号的第二变送电路及用于输出电压信号的第三变送电路的输入端。

顶驱式钻机扭矩和转速信号为输入信号，该输入信号通过隔离栅输入信号分配器，信号分配器将其分解为三路相同的信号作为第一变送电路、第二变送电路及第三变送电路的输入，第一变送电路及第二变送电路将信号转换为电源信号输出，第三变送电路将信号转换为电压信号输出。

如图2所示为信号分配电路的结构框图，所述信号分配电路为阻值相同且相互串联的第一电阻Z1、第二电阻Z2以及第三电阻Z3，第一电阻Z1连接隔离栅的输出端，第三电阻Z3接地。

第一电阻Z1上产生压降V1，作为第一变送电路的输入；第二电阻Z2上产生压降V2，作为第二变送电路的输入；第三电阻Z3上产生压降V3作为第三变送电路的输入。由于第一电阻Z1、第二电阻Z2以及第三电阻Z3的阻值相同，因此压降V1、压降V2与压降V3的值相同。

如图3所示，为第一变送电路及第二变送电路的结构框图，包括第一差分放大电路，第一差分放大电路的输出端连接偏压调整电路及V/I转换电路的输入端，第一差分放大电路的输入端连接偏压调整电路及第一电源控制电路的输出端，第一电源控制电路的输出端连接V/I转换电路的输入端，第一电源控制电路的输入端连接保护电路的输出端，保护电路的输入端连接电源的输出端，V/I转换电路的输入端输出电流信号。

保护电路防止电源接反和电流超限；第一电源控制电路产生该部分电路所需的电源电压以及偏压调整电路所需的恒流源；第一差分放大电路将输入电压信号放大；V/I转换电路是将前级放大的信号按比例转换成电流信号输出；偏压调整电路是为了让第一差分放大电路能有一个合适的共摸电压范围(通常为1.1～3.5V)而设的，由于后续接口都是连接传感器，所以该部分的输出接口必须符合传感器的接口标准，通常是由后续仪器配电的两线制无源电流信号，通常为4～20mA。