[发明专利]一种井下测量仪器电池供电装置及方法

权利要求书

1.一种井下测量仪器电池供电装置，其特征在于，包括外部信号发送模块、接口单元和位于井下测量仪器内部的电池组、电子开关、MCU控制单元，所述外部信号发送模块经接口单元同时与电子开关和MCU控制单元连接，所述电池组经电子开关连接到MCU控制单元；

所述外部信号发送模块用于发出电池导通激励信号、电池关断激励信号；

所述接口单元用于为井下测量仪器内部MCU控制单元和电子开关提供电池导通激励信号、电池关断激励信号，同时还包括通信接口，用于为井下测量仪器与外部信号发送模块提供通信信号；

所述电子开关用于实现电池组的供电导通和关断；

所述MCU控制单元用于根据接收的电池导通激励信号、电池关断激励信号控制电子开关动作，实现控制电池组上电和断电。

2.如权利要求1所述的井下测量仪器电池供电装置，其特征在于，所述接口单元包括仪器本体和覆盖安装在仪器本体上的金属环，仪器本体即为井下测量仪器壳体，金属材质，具有导电特性；仪器本体与金属环之间设置绝缘层，接口单元与井下测量仪器内部电子元器件通过通信线连接，通信线分别连接到仪器本体与金属环，仪器本体与金属环分别充当通信信号或电池导通激励信号的正极和负极；金属环作为通信接口的一部分，同时作为无线发射天线。

3.如权利要求1所述的井下测量仪器电池供电装置，其特征在于，所述MCU控制单元包括：

单片机系统，内部烧写有控制模块，用于实现井下测量仪器内部的电子开关的控制功能；并设置数字量输出接口和通信模块，数字量输出接口用于输出高电平信号或低电平信号，控制电池组的导通与关断；通信模块用于为单片机系统与外部提供信息交换，电池导通激励信号和电池关断激励信号通过通信接口传输到单片机系统中；

电源单元，用于将电池组的供电电压转换为3.3V直流电源，为单片机系统提供稳定工作电源。

4.如权利要求1所述的井下测量仪器电池供电装置，其特征在于，所述通信接口用于将井下测量仪器外部通信信号转换为包含通信协议的信号后与单片机系统的通信模块进行连接，实现外部信息与单片机系统之间的交换，根据不同需求，通信接口配置不同通信芯片来支持RS232通信、RS485通信或CAN通信。

5.如权利要求1所述的井下测量仪器电池供电装置，其特征在于，所述电子开关包括：

电源整形部分，用于将电池导通激励信号和电池关断激励信号转换为持续直流电压信号；功率开关器件，包括P沟道MOS管和N沟道MOS管，安装于电池供电主回路通道，实现井下测量仪器的电池供电主回路通道的导通与关断。

6.如权利要求1所述的井下测量仪器电池供电装置，其特征在于，所有井下测量仪器内部的MCU控制单元和电子开关采用高温元器件，适用井下175℃工作环境。

7.一种上述权利要求1～6任一项所述的井下测量仪器电池供电装置的供电方法，其特征在于，通过外部信号发送模块发出电池导通激励信号、电池关断激励信号和通信信号经仪器壳体与仪器内部进行通信，通过仪器内部的MCU控制单元配合电子开关实现控制电池组上电和断电，具体包括如下步骤：

外部信号发送模块发出的电池导通激励信号直接通过接口单元传输到井下测量仪器内部的电子开关，使电子开关的功率开关器件导通实现电池组电源的接通，MCU控制单元上电后立即发送电池供电导通指令保证电池导通激励信号撤销后电池组持续供电；

外部信号发送模块发出的电池关断激励信号直接通过接口单元传输到井下测量仪器内部的单片机系统的通信模块，由单片机系统接收电池关断激励信号后发出电池供电关断指令，断开电子开关，切断电池组电源供电，实现井下测量仪器的断电处理。

8.如权利要求7所述的井下测量仪器电池供电装置的供电方法，其特征在于，所述电池导通激励信号和电池关断激励信号均为持续性交流电源信号，电子开关的电源整形部分将持续性交流电源信号进行半波整流得到整流信号，再对整流信号进行滤波处理，得到大于2.2V的持续直流信号。

9.如权利要求7所述的井下测量仪器电池供电装置的供电方法，其特征在于，外部信号发送模块发出的通信信号通过接口单元的金属环传输至井下测量仪器内部，接口单元的仪器本体不设置额外接口。