[实用新型]一种基于加速度传感器的抽油机位移测量实验装置

说明书

本实用新型专利涉及一种基于加速度传感器的抽油机位移测量实验装置。该实验装置安装于抽油机悬点，通过测量悬点运动加速度计算悬点位移。实验装置包括电池、电源模块、单片机模块、加速度传感器模块、数据存储模块、人机交互模块。该装置可以通过加速度传感器通用插座安装多种加速度传感器，利用U盘存储加速度传感器输出、计算过程数据、位移测量结果等多种数据，通过人机交互模块选择不同的计算算法、显示计算结果。该装置可以对不同的加速度传感器和位移计算算法进行测试，为选择最优方案提供参考，极具推广价值。

技术领域

本实用新型涉及一种抽油机实验装置，特别涉及一种基于加速度传感器的抽油机位移测量实验装置。

背景技术

抽油机示功图是分析抽油机井下抽油泵工作状况的重要依据，它由抽油机在一个冲次内悬点处的载荷与位移组成。载荷可以通过载荷传感器直接测量，但是位移测量较复杂。

目前抽油机悬点位移测量有拉线式、角度式、加速度式等方法，其中拉线式和角度式需要借助复杂的机械机构，故障率很高，因此使用较多的是加速度式。该方法是通过加速度传感器测量抽油机悬点上下运动加速度，再对加速度进行二次积分获得悬点的位移。该方法既可以采用单轴加速度传感器，如专利“抽油机光杆加速度位移传感器”（专利号CN200720023552），也可以采用多轴加速度传感器，如专利“基于Zigbee网络的无线低功耗油井示功仪”（专利号CN201210445726）和专利“一种基于三轴加速度传感器的抽油机悬点位移测量装置”（专利号CN201520006479）。但是上述专利均是基于某一具体的加速度传感器对抽油机悬点位移进行测量，如专利“抽油机光杆加速度位移传感器”采用的加速度传感器为ADXL105，专利“基于Zigbee网络的无线低功耗油井示功仪”采用的加速度传感器为ADXL203，专利“一种基于三轴加速度传感器的抽油机悬点位移测量装置”采用的加速度传感器为ADXL327。随着微机电系统的发展，新的加速度传感器不断涌现，并且具有更好的性能，如果换用新型加速度传感器，必须对电路、算法重新设计，这就提高了产品开发的复杂性。而且上述专利对应的设备只能通过FLASH存储器存储少量数据，不能存储加速度传感器输出的数据和计算过程数据，更不能直接将数据导入电脑，提高了设备开发难度。此外，上述专利均没有人机交互部分，不能直接显示计算结果。

本发明提供的一种基于加速度传感器的抽油机位移测量实验装置就是为解决上述问题而发明的。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种基于加速度传感器的抽油机位移测量实验装置，用于解决目前基于加速度传感器的抽油机悬点位移测量装置不能更换加速度传感器、修改算法、大量存储和直接导出数据、不能直接显示计算结果等问题。

本实用新型提到的一种基于加速度传感器的抽油机位移测量实验装置，其技术方案是：包括电池、电源模块、单片机模块、加速度传感器模块、数据存储模块、人机交互模块，电池和电源模块向整个装置供电；加速度传感器模块利用加速度传感器通用插座安装不同型号的加速度传感器；数据存储模块利用U盘存储采样数据、计算过程数据和计算结果，用于数据分析；人机交互模块对计算结果进行显示，并可用于选用不同的计算算法；

所述加速度传感器通用插座设为双列直插型插座，共十个引脚，其中，供电采用+5V和+3.3V两种电压，电源和地占三个引脚，其余七个引脚连接单片机的P6.0～P6.6口。

优选的，上述电源模块用于向整个装置供电，电池采用9V锂电池，电源模块使用了ASM1117-5.0和LP2985-3.3两种型号的电源芯片，ASM1117-5.0由9V电池供电，可提供电流为1A的+5V直流电；LP2985-3.3由+5V供电，可提供电流为150mA的3.3V直流电。

优选的，上述单片机模块采用的单片机U1的型号为MSP430F1611，单片机U1连接32.768kHz和8MHz两种频率的晶振，待机状态采用低频晶振，工作状态采用高频晶振。