絞車傳感器校驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于錄井工程技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種用于油氣田錄井行業(yè)的絞車傳感器校驗(yàn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]絞車傳感器是一種機(jī)電產(chǎn)品，它是隨著機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)將機(jī)械位移轉(zhuǎn)換為有規(guī)律電信號(hào)一種轉(zhuǎn)換器，用以測(cè)量鉆井工程井深，為錄井提供出工程技術(shù)服務(wù)提供依據(jù)。絞車傳感器實(shí)際上是一種光電脈沖編碼器，可直接將位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。絞車傳感器由罩殼，帶齒鐵片，兩個(gè)光電開關(guān)組成。鐵片上帶有12個(gè)齒，鐵片隨著絞車滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)光電開關(guān)隨著鐵片的插入和離去，從而送出相差90°的兩路正交信號(hào)。絞車傳感器產(chǎn)生的脈沖，包括相位、頻率、形態(tài)、幅度等多種信息，需通過專用設(shè)備對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，通過對(duì)絞車傳感器的檢驗(yàn)，可防止大批量不合格品的產(chǎn)生，不合格的成品不出廠，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。絞車傳感器校驗(yàn)系統(tǒng)就是檢測(cè)電信號(hào)并判定是否合格的設(shè)備系統(tǒng)，比如中國(guó)專利CN101726424B提供了一種絞車校驗(yàn)儀，其通過脈沖信號(hào)處理裝置以及與其連接的上位機(jī)來實(shí)現(xiàn)絞車傳感器的校驗(yàn)，但是目前缺乏與之配套的絞車傳感器專用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及卡具，造成整體集成度低、運(yùn)行不平穩(wěn)且檢測(cè)精度低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有作業(yè)方式中存在的缺陷和不足，本實(shí)用新型提供一種運(yùn)行平穩(wěn)、檢測(cè)進(jìn)化度高的絞車傳感器校驗(yàn)系統(tǒng)，
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:包括脈沖測(cè)試儀以及上位機(jī)，所述脈沖測(cè)試儀與上位機(jī)連接，還包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和傳感器卡架；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳感器卡架分別安裝在校驗(yàn)臺(tái)面上，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)體，所述步進(jìn)電機(jī)上連接轉(zhuǎn)速控制器，所述傳動(dòng)結(jié)構(gòu)體包括外部的支撐座以及其內(nèi)部安裝的傳動(dòng)軸承，所述步進(jìn)電機(jī)、傳動(dòng)軸承以及傳感器卡架同軸安裝，且所述步進(jìn)電機(jī)的輸出軸貫穿所述的傳動(dòng)軸承。
[0005]上述方案進(jìn)一步優(yōu)選為:所述傳感器卡架主體為環(huán)體，所述環(huán)體上設(shè)有多個(gè)軸向的夾持部且每個(gè)夾持部上均設(shè)有指向環(huán)體中心軸線的鎖緊螺栓。
[0006]上述方案進(jìn)一步優(yōu)選為:所述步進(jìn)電機(jī)上安裝有手撥盤，所述手撥盤上設(shè)有定位針。
[0007]上述方案進(jìn)一步優(yōu)選為:所述傳感器卡架外側(cè)的校驗(yàn)臺(tái)面上還安裝有傳感器定位裝置，其包括底座以及其上鉸接的轉(zhuǎn)臂，所述轉(zhuǎn)臂上安裝傳感器壓片。
[0008]上述方案進(jìn)一步優(yōu)選為:所述脈沖測(cè)試儀包括電源電路以及依次連接的光電隔離器、脈沖整形電路、單穩(wěn)驅(qū)動(dòng)芯片、A/D轉(zhuǎn)換器以及單片機(jī)；所述單片機(jī)上依次連接485總線轉(zhuǎn)換模塊和RS485-RS232轉(zhuǎn)換器。
[0009]上述方案進(jìn)一步優(yōu)選為:所述光電隔離器為TLP521-2光耦芯片；所述單片機(jī)為89C51單片機(jī)且其上設(shè)有ROM和RAM存儲(chǔ)器。
[0010]本實(shí)用新型傳動(dòng)連接部分和檢驗(yàn)的測(cè)試樣品夾具裝置，是滿足和方便測(cè)試樣品的卡、裝、調(diào)整的機(jī)械配套系統(tǒng)，具有運(yùn)行精度高，轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，正反轉(zhuǎn)誤差小的優(yōu)點(diǎn)；并且配合脈沖測(cè)試儀以及上位機(jī)共同建立檢測(cè)系統(tǒng)，保證產(chǎn)品的質(zhì)量處于受控之中，可以有效的提高產(chǎn)品的質(zhì)量。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)構(gòu)成原理圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型的機(jī)械傳動(dòng)及卡具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3是本實(shí)用新型的脈沖測(cè)試儀原理方框圖；
[0014]圖4是絞車信號(hào)倍頻與鑒相處理時(shí)序圖；
[0015]圖中:1-步進(jìn)電機(jī)、2-手撥盤、3-定位針、4-傳動(dòng)軸承、5-傳動(dòng)結(jié)構(gòu)體、6-傳感器卡架(61-環(huán)體、62-夾持部、63-鎖緊螺栓)、7_傳感器定位裝置(71-底座、72-轉(zhuǎn)臂、73-傳感器壓片)，8_校驗(yàn)臺(tái)面、9-電纜插頭。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。
[0017]參見圖1-3，一種絞車傳感器校驗(yàn)系統(tǒng)，包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳感器卡架、脈沖測(cè)試儀以及上位機(jī)，脈沖測(cè)試儀與上位機(jī)連接；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳感器卡架6分別安裝在校驗(yàn)臺(tái)面8上，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)1、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)體5，步進(jìn)電機(jī)I上連接轉(zhuǎn)速控制器，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)體5包括外部的支撐座以及其內(nèi)部安裝的傳動(dòng)軸承4，步進(jìn)電機(jī)1、傳動(dòng)軸承4以及傳感器卡架6同軸安裝，步進(jìn)電機(jī)I上安裝有手撥盤2，手撥盤2上設(shè)有定位針3，且步進(jìn)電機(jī)I的輸出軸貫穿傳動(dòng)軸承4。傳感器卡架6主體為環(huán)體61，環(huán)體61上設(shè)有多個(gè)軸向的夾持部62且每個(gè)夾持部62上均設(shè)有指向環(huán)體61中心軸線的鎖緊螺栓63。傳感器卡架6外側(cè)的校驗(yàn)臺(tái)面上還安裝有傳感器定位裝置7，其包括底座71以及其上鉸接的轉(zhuǎn)臂72，轉(zhuǎn)臂72上安裝傳感器壓片73。
[0018]本系統(tǒng)使用時(shí)，將絞車傳感器安裝在傳感器卡架6上，絞車傳感器的外周通過鎖緊螺栓63固定、中間與步進(jìn)電機(jī)I的輸出軸傳動(dòng)連接，然后通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臂72，使傳感器壓片73壓緊絞車傳感器；絞車傳感器的信號(hào)輸出端依次連接脈沖測(cè)試儀以及上位機(jī)(計(jì)算機(jī))。脈沖測(cè)試儀包括電源電路(DC/DC)以及依次連接的光電隔離器(TLP521-2光耦芯片)、脈沖整形電路、單穩(wěn)驅(qū)動(dòng)芯片、A/D轉(zhuǎn)換器以及單片機(jī)；單片機(jī)上依次連接485總線轉(zhuǎn)換模塊和RS485-RS232轉(zhuǎn)換器；單片機(jī)優(yōu)選為89C51單片機(jī)且其上設(shè)有ROM和RAM存儲(chǔ)器。
[0019]本校驗(yàn)系統(tǒng)的信號(hào)處理的原理如下:
[0020]絞車傳感器將絞車的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為位移脈沖，從而建立了絞車的角位移與大鉤高度的映射關(guān)系，即每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)相應(yīng)距離的大鉤位移。
[0021]脈沖測(cè)試儀是處理這些脈沖，建立的測(cè)試環(huán)境，從而解析出角位移與距離的映射關(guān)系，由于絞車傳感器的信號(hào)處理直接關(guān)系到距離的準(zhǔn)確性，所以絞車傳感器的信號(hào)處理非常重要。其原理方框圖如圖3所示。
[0022]脈沖信號(hào)通過光電隔離，進(jìn)行整形、計(jì)數(shù)和信號(hào)處理后，脈沖信號(hào)通過計(jì)數(shù)芯片計(jì)數(shù)，將獲得脈沖數(shù)傳遞給CPU(89C51)，CPU通過自身串口經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換，通過總線傳輸進(jìn)入工控機(jī)，進(jìn)行處理、運(yùn)算、顯示。
[0023]脈沖整形是絞車處理的第一步。絞車傳感器的信號(hào)經(jīng)過線路傳輸后會(huì)疊加一些干擾，信號(hào)將有所變形，通過整形電路可以將不規(guī)整的信號(hào)轉(zhuǎn)換成為標(biāo)準(zhǔn)的TTL電平。脈沖整形通常采用光電隔離與施密特電路進(jìn)行整形。
[0024]信號(hào)倍頻。倍頻電路主要是捕捉兩路信號(hào)的上/下跳沿，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的倍頻。考慮到信號(hào)的精度和實(shí)現(xiàn)的可能性，一般倍頻電路采用的都是4倍頻。既一個(gè)周期內(nèi)，捕捉A、B信號(hào)的上下跳沿。
[0025]信號(hào)鑒相。絞車傳感器正反轉(zhuǎn)方向的不同，A，B相信號(hào)角度的超前、滯后也不相同。正轉(zhuǎn)時(shí)，A信號(hào)滯后B信號(hào)90°，這時(shí)A信號(hào)上跳沿對(duì)應(yīng)與B信號(hào)的高電平，A信號(hào)下跳沿對(duì)應(yīng)與B信號(hào)的低電平，同時(shí)B信號(hào)上跳沿對(duì)應(yīng)與A信號(hào)的低電平，B信號(hào)下跳沿對(duì)應(yīng)與B信號(hào)的高電平，反轉(zhuǎn)同理。所以信號(hào)鑒相主要是邏輯電路比較，從而完成方向信號(hào)的提取。其鑒相輸出有CP+，CP-與方向和輸出脈沖兩種。絞車信號(hào)倍頻與鑒相處理時(shí)序如圖4所示。
[0026]可逆計(jì)數(shù)。通過上述環(huán)節(jié)處理后的脈沖信號(hào)并不能完成井深處理，需要通過可逆計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)在方向信號(hào)控制下的脈沖加減。通常計(jì)數(shù)的形式可以是BCD碼和二進(jìn)制碼。
[0027]信號(hào)輸出。脈沖信號(hào)可逆計(jì)數(shù)后需要傳送到上位機(jī)。傳送方式可以是并行輸出，也可以是串行的輸出。并行輸出具有傳輸速度快的優(yōu)點(diǎn)，而串行輸出則具有傳輸電路簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
[0028]本設(shè)計(jì)的模塊包括栗沖處理模塊，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速處理模塊等用于功能擴(kuò)展之用。
[0029]采用終端匹配的是總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，傳感器產(chǎn)生的信號(hào)通過脈沖型485總線轉(zhuǎn)換模塊形成相對(duì)獨(dú)立的總線節(jié)點(diǎn)，然后通過總線傳輸至RS485-RS232轉(zhuǎn)換器，最終傳輸?shù)缴衔徊杉?jì)算機(jī)。
[0030]采集計(jì)算機(jī)是通過運(yùn)行系統(tǒng)軟件，主要負(fù)責(zé)從脈沖測(cè)試儀采集傳感器電壓值，根據(jù)不同相位進(jìn)行計(jì)數(shù)并進(jìn)行計(jì)算，給出檢測(cè)的結(jié)果。判定檢測(cè)結(jié)果。采集系統(tǒng)有數(shù)據(jù)監(jiān)控畫面，并可同時(shí)控制打印機(jī)打印實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)。
[0031]絞車傳感器的檢測(cè)系統(tǒng)建立后，通過檢測(cè)，為提高產(chǎn)品質(zhì)量的控制提供了技術(shù)手段，可以更好地對(duì)原材料、生產(chǎn)過程、出廠檢驗(yàn)進(jìn)行生產(chǎn)全過程的檢驗(yàn)和質(zhì)量控制，保證產(chǎn)品的質(zhì)量處于受控之中，可以有效的提高產(chǎn)品的質(zhì)量。也促進(jìn)規(guī)范化生產(chǎn)和管理水平進(jìn)一步的提尚。
[0032]通過絞車傳感器檢測(cè)系統(tǒng)的建立，還可以較好的控制生產(chǎn)成本，首先過程檢驗(yàn)可以防止大批量的不合格出現(xiàn)，造成性能不達(dá)標(biāo)報(bào)廢的浪費(fèi)，通過過程檢驗(yàn)進(jìn)行了調(diào)整重新達(dá)標(biāo)，實(shí)際上是廢品再利用的過程，避免了半成品時(shí)就報(bào)廢了，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
[0033]對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，有可能對(duì)具體尺寸，或者局部結(jié)構(gòu)做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種絞車傳感器校驗(yàn)系統(tǒng)，包括脈沖測(cè)試儀以及上位機(jī)，所述脈沖測(cè)試儀與上位機(jī)連接，其特征在于:還包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和傳感器卡架；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳感器卡架分別安裝在校驗(yàn)臺(tái)面上，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)體，所述步進(jìn)電機(jī)上連接轉(zhuǎn)速控制器，所述傳動(dòng)結(jié)構(gòu)體包括外部的支撐座以及其內(nèi)部安裝的傳動(dòng)軸承，所述步進(jìn)電機(jī)、傳動(dòng)軸承以及傳感器卡架同軸安裝，且所述步進(jìn)電機(jī)的輸出軸貫穿所述的傳動(dòng)軸承。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絞車傳感器校驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器卡架主體為環(huán)體，所述環(huán)體上設(shè)有多個(gè)軸向的夾持部且每個(gè)夾持部上均設(shè)有指向環(huán)體中心軸線的鎖緊螺栓。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絞車傳感器校驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述步進(jìn)電機(jī)上安裝有手撥盤，所述手撥盤上設(shè)有定位針。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絞車傳感器校驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器卡架外側(cè)的校驗(yàn)臺(tái)面上還安裝有傳感器定位裝置，其包括底座以及其上鉸接的轉(zhuǎn)臂，所述轉(zhuǎn)臂上安裝傳感器壓片。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的絞車傳感器校驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述脈沖測(cè)試儀包括電源電路以及依次連接的光電隔離器、脈沖整形電路、單穩(wěn)驅(qū)動(dòng)芯片、A/D轉(zhuǎn)換器以及單片機(jī)；所述單片機(jī)上依次連接485總線轉(zhuǎn)換模塊和RS485-RS232轉(zhuǎn)換器。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的絞車傳感器校驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述光電隔離器為TLP521-2光耦芯片；所述單片機(jī)為89C51單片機(jī)且其上設(shè)有ROM和RAM存儲(chǔ)器。
【專利摘要】一種絞車傳感器校驗(yàn)系統(tǒng)，包括脈沖測(cè)試儀以及上位機(jī)，所述脈沖測(cè)試儀與上位機(jī)連接，還包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和傳感器卡架；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳感器卡架分別安裝在校驗(yàn)臺(tái)面上，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)體，步進(jìn)電機(jī)上連接轉(zhuǎn)速控制器，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)體包括外部的支撐座以及其內(nèi)部安裝的傳動(dòng)軸承，步進(jìn)電機(jī)、傳動(dòng)軸承以及傳感器卡架同軸安裝，且步進(jìn)電機(jī)的輸出軸貫穿所述的傳動(dòng)軸承。本實(shí)用新型傳動(dòng)連接部分和檢驗(yàn)的測(cè)試樣品夾具裝置，是滿足和方便測(cè)試樣品的卡、裝、調(diào)整的機(jī)械配套系統(tǒng)，具有運(yùn)行精度高，轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，正反轉(zhuǎn)誤差小的優(yōu)點(diǎn)；并且配合脈沖測(cè)試儀以及上位機(jī)共同建立檢測(cè)系統(tǒng)，保證產(chǎn)品的質(zhì)量處于受控之中，可以有效的提高產(chǎn)品的質(zhì)量。
【IPC分類】G01D18/00
【公開號(hào)】CN204730867
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520410214
【發(fā)明人】王志勇, 焦傳興, 周衛(wèi)衛(wèi), 李功科, 董利民
【申請(qǐng)人】勝利油田勝油測(cè)錄工程技術(shù)有限公司
【公開日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年6月15日