[实用新型]一种抽油机示功图无线测试传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于油井低压测试领域，涉及一种示功图测试装置，特别涉及一种抽油机示功图无线测试传感器。

背景技术

目前在油田低压测试中，完成功图测试需要测试负荷和位移两组数据，而现在油田测试位移普遍采用的方法是用位移线通过位移机构来转动多圈电位器，使其阻值发生变化从而改变电信号的方法进行测量。该方法具有位移机构装配复杂、拆卸和维护麻烦、在测试过程中位移线容易断脱等缺点，并且不适合长时间野外连续工作，无法满足示功图自动检测的要求。为了克服上述传感器暴露出的诸多缺点，为满足示功图远程监测系统的要求，各大油田普遍采用分体的负荷传感器和角位移传感器分别测量负荷和角位移，负荷传感器安装在抽油机光杆悬绳器上，角位移传感器安装在游梁转轴处，二者的输出信号通过电缆连接到采集系统上，由于存在较长的连接电缆，且电缆随抽油机机头不停上下运动，因此故障率较高，对传感器安装及走线施工要求较高。

实用新型内容

本实用新型的目的，是提供一种抽油机示功图无线测试传感器，取消了拉线式位移机构，用加速度信号的二次积分算法测量光杆位移，整机采用低功耗设计及无线通讯技术，能够适应长时间野外工作，满足远程检测系统的要求。

采用的技术方案是：

一种抽油机示功图无线测试传感器，包括传感器主基体、负荷采集应变体、连接基体槽、无屏蔽电气盒和主电气电路板；

传感器主基体的中部开设有两个负荷采集应变体室，两个负荷采集应变体室口部分别设置有密封件，两个负荷采集应变体分别设置在两个负荷采集应变体室内，两个负荷采集应变体的下端分别用螺钉拧紧，上端分别通过密封件与传感器主基体密封连接，传感器主基体的右端设置有连接基体槽，传感器主基体与连接基体槽通过螺栓连接，且传感器主基体与连接基体槽之间设置有第一密封胶垫，无屏蔽电气盒插入连接基体槽内与连接基体槽内部连接，其中，无屏蔽电气盒与连接基体槽之间设置有第二密封胶垫，主电气电路板装设在无屏蔽电气盒内的设定位置，且主电气电路板竖直设置，确保加速度传感器采集到正确的加速度信号，主电气电路板上的信号输入、输出端与负荷采集应变体对应的信号输出、输入端通过电缆对应连接，无屏蔽电气盒内的设定位置设置有电池座，电池座的两端固定于无屏蔽电气盒右端设置的无屏蔽电气盒盒盖上，电池安装在电池座内，电池与主电气电路板电气连接；

上述主电气电路板（见图3）包括单片机、电源管理模块、负荷放大线路、加速度传感器、无线通讯模块，单片机型号为C8051F500，加速度传感器芯片型号为ADXL345，无线通讯模块型号为SM63，电源管理模块选用芯片型号为TPS 2013，电源管理模块和无线通讯模块的输入、输出端对应接口分别与单片机的输出、输入端对应接口相连接，负荷放大线路和加速度传感器芯片的输出端对应接口分别与单片机的输入端对应接口对应连接，在无线通讯模块上连接有天线；

在无屏蔽电气盒的外壁上设置有本实用新型在现场安装时在抽油机井悬梁器上的朝向箭头方向13。

工作过程：

传感器夹在抽油机悬绳器与光杆之间随着光杆上下往复运动，加速度传感器把光杆运动的加速度转换成数字信号通过SPI接口与单片机连接，单片机定时器每10毫秒产生一次中断读取加速度信号与负荷信号，测试2~3个冲程的数据后进行积分运算，由加速度数据得到位移，与同步测试的负荷数据一起形成所需的功图数据，最后截取一个冲程的负荷、位移数据得到所需测试的功图图形数据点，测试完成后通过无线通讯模块上传到井口RTU完成整个测试过程。

主控电路板为本系统的核心单元，系统采用高能电池供电，高能电池经引线与电路板插座连接，后接自恢复保险丝，为电路板提供电源。单片机是整个主控电路板的核心器件，为保证单个电池供电的系统持续工作1年以上的目标，整个系统必须进行低功耗的设计，为此所选用的单片机兼具高性能与低功耗的特点，在待机状态下进入休眠状态，消耗很小的电流，其它外围芯片则通过电源管理器件(型号为TPS2013)进行管理，在单片机管脚的控制下接通或断开，实现系统待机状态下的低功耗工作。