[发明专利]载荷传感装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线供电技术领域，特别是涉及一种载荷传感装置。

背景技术

作为抽油机系统的主要组成之一的抽油机是油田中的主要石油采集设备，俗称“磕头机”，其通过加压的办法使石油出井。其中，抽油机的工作原理通常为：当抽油机上冲程时，油管弹性收缩向上运动，带动机械解堵采油器向上运动，撞击滑套产生振动，同时，正向单流阀关闭，变径活塞总成封堵油套环形油道，使正向单流阀下方区域形成负压区，相当于对地层产生了一个强大的抽吸力；当抽油机下冲程时，油管弹性伸长向下运动，带动机械解堵采油器向下运动，撞击滑套产生振动，同时，反向单流阀部分关闭，变径活塞总成仍然封堵油套环形油道，使反向单流阀下方区域形成高压区，这一运动又对地层内的油流通道产生一种反向的冲击力。

其中，设置于抽油机的悬绳上的载荷传感装置作为抽油机系统的重要组成部分之一，其用于在抽油机的运行过程中采集抽油机的工作状态数据，并通过无线通信方式将所采集到的工作状态数据发送至抽油机系统的自动化测试装置，以供操作人员实时观察抽油机的工作状态，从而实现了远程监控抽油机的目的。

现有技术中，为了满足载荷传感装置的用电需求，通常通过供电线缆为载荷传感装置进行供电。但是，由于抽油机处于野外环境中，且设置有载荷传感器的悬绳频繁进行周期性上下运动，导致与载荷传感装置相联的供电线缆极易老化与折损；而为了实现对载荷传感装置的正常供电，无疑会耗费较高的维护成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种载荷传感装置，以降低为载荷传感装置供电的维护成本，技术方案如下：

一种载荷传感装置，适用于油田中的抽油机系统，所述载荷传感装置包括：设置于地面上抽油端口处且与外部电源相接的电源发生器、由电源接收器和载荷信号发生器构成且设置于所述抽油机系统中抽油机的悬绳上的表头；

所述电源发生器，用于将所述外部电源的电能转换为磁场信号；

所述电源接收器，用于将所感应到的磁场信号转换为电能并存储以为所述载荷信号发生器供电；

所述载荷信号发生器，用于在所述电源接收器的供电下，对所述抽油机的工作状态数据进行采集并通过无线方式发送至外接的自动化测试装置。

其中，所述电源发生器包括：

第一电源转换电路、与所述第一电源转换电路相连的磁场发射基板；

所述第一电源转换电路，用于将所述外部电源转换为频率占空比可调的交流激励源；

所述磁场发射基板，用于在所述交流激励源的作用下产生磁场信号；

相应的，所述电源接收器，包括：

与所述磁场发射基板相对应的磁场接收基板、第二电源转换电路、储能电路；

所述磁场接收基板，用于将所感应到的磁场信号转换为交流电；

所述第二电源转换电路，用于将所述磁场接收基板传输的交流电转换为直流电，并为所述储能电路充电；

所述储能电路，用于存储电能并为所述载荷信号发生器供电。

其中，所述电源发生器，用于在检测到所述表头随着所述悬绳的上下运动进入到相应的磁场发生区域中时，将所述外部电源的电能转换为磁场信号，并在检测到所述表头随着所述悬绳的上下运动离开所述磁场发生区域时，结束将所述外部电源的电能转换为磁场信号的操作。

其中，所述电源发生器包括：

第一电源转换电路、与所述第一电源转换电路相连的磁场发射基板、第一位置传感器；

所述第一位置传感器，用于在检测到所述表头进入相应的磁场发生区域后，开启所述第一电源转换电路，并在检测到所述表头离开所述磁场发生区域后，断开所述第一电源转换电路；

所述第一电源转换电路，用于将所述外部电源转换为频率占空比可调的交流激励源；

所述磁场发射基板，用于在所述交流激励源的作用下产生磁场信号；

相应的，所述电源接收器，包括：

与所述磁场发射基板相对应的磁场接收基板、第二电源转换电路、储能电路；

所述磁场接收基板，用于将所感应到的磁场信号转换为交流电；

所述第二电源转换电路，用于将所述磁场接收基板传输的交流电转换为直流电，并为所述储能电路充电；

所述储能电路，用于存储电能并为所述载荷信号发生器供电。

其中，所述电源接收器，用于在检测到自身进入所述磁场发生区域后将所感应到的磁场信号转换为电能并存储以为所述载荷信号发生器供电。

其中，所述电源发生器包括：