[實用新型]基于無線物聯網的微功耗一體化示功儀

有效

• 申請號: 201220681087.X
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN203011594U
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 郭月明;劉守會;邊飛;吳昊;王雨
• 申請（專利權）人: 北京中油瑞飛信息技術有限責任公司;中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司
• 主分類號: G01L3/00
• 分類號: G01L3/00;G01L3/24
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所 11303
• 代理人: 遆俊臣

技術領域

本實用新型涉及物聯網中的智能變送器技術領域，特別是涉及一種基于無線物聯網的微功耗一體化示功儀。

背景技術

在活塞運動中，氣缸內氣體壓力隨活塞位移（或氣缸內容積）而變化的循環曲線所包圍的面積可表示為機器所作的功或消耗的功，故稱為示功圖。在油田工業中，采集示功圖是非常重要的，油井示功圖是油井工作狀態的重要表征，可以全面反映井下抽油泵運行狀況以及原油的開采情況，并計算出采油量，因此，采用示功圖來判斷采油井的出油量是現代化油田常用的方法。

傳統的示功圖是通過一個月一次的人工測量獲得，對抽油機井的數據進行手工記錄，層層傳抄、上報，不僅工作量大，易出現誤差，而且數據易丟失、傳遞時間慢，導致決策人員根據這些有誤差的上報數據可能做出錯誤的判斷，給出錯誤的調整方案。因此，現有的監測方式效率較低，不能做到實時準確監測，遠遠滿足不了現場技術人員對抽油機井的示功圖、電流圖的需求，也不能適應油田生產發展的需要。

近年來，示功儀的使用越來越普遍，其測量活塞位移和壓力的方法為：用拉線帶動機械卷輪及電位器產生位移信號，再通過測量抽油機懸臂的角度，按照幾何關系計算出懸點的位移；壓力是通過安裝在選點附近的壓力傳感器獲得。

上述采用拉線法測量位移的示功儀的缺點是：測量裝置體積大，機械部件多，加工復雜，使用中有卡線和短線的情況；由于存在穿線孔，油污易通過此孔流入儀表；安裝和拆除測量裝置時勞動強度大，并且受到天氣、環境和其他因素的影響，不能及時了解油井的狀況；測量位移的角度傳感器與測量壓力的壓力傳感器件的距離較遠，造成安裝和操作的不方便；要實現測量位移與壓力的同步，就要用總線將壓力與位移整合在一個系統中，這樣在長距離的有線傳輸中可能會引入較大的干擾，使得采集到的數值不準確。

針對以上示功儀的不足和缺陷，設計一種可將加速度傳感器和載荷傳感器集成，可實現位移與壓力的同步測量，并具有微功耗的無線一體化示功儀，是當前本領域的重要改進目標。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種基于無線物聯網的微功耗一體化示功儀，使其具有微功耗、一體化的特點，可實現位移與壓力的同步測量，并采用無線數據傳輸技術，安裝使用方便，從而克服現有示功儀的不足。

為解決上述技術問題，本實用新型一種基于無線物聯網的微功耗一體化示功儀，包括主控制器以及與主控制器連接的加速度傳感器、載荷傳感器、無線發射系統及電源。

作為本實用新型的一種改進，所述載荷傳感器、加速度傳感器、無線發射系統、主控制器和電源集成安裝在同一盒體內。

所述無線發射系統采用zigbee通訊技術?。

所述加速度傳感器采用基于MEMS技術制作的ADXL203芯片的加速度傳感器。

所述載荷傳感器設計成空心圓柱形或U形彈性體，并在圓柱形或U形彈性體內安裝有惠斯登電橋檢測電路。?

所述主控制器還通過無線發射系統連接有無線溫度傳感器、無線壓力傳感器中的一種或兩種。

所述主控制器采用具有JTAG接口的MSP430芯片。

所述無線發射系統采用XbeeS2C。

所述主控制器還連接有信號調整模塊、實時時鐘模塊以及存儲器。

所述電源采用高性能鋰亞電池。

采用以上設計后，本實用新型與現有技術相比有以下優點：

1、微功耗：采用高性能鋰亞電池的供電方式，并采用低工作電流和極微小休眠狀態電流的低功耗設計，傳感器電路在不采集數據時關閉，無線模塊在不通訊時處于休眠模式，從而延長電池使用壽命，并且在安裝時，無需信號線和電源線，一節鋰電池可連續工作12個月左右，實現使用中的“零維護”；

2、無線傳輸：利用無線技術和數字化集成傳感器技術傳輸信號，解決現有傳感器的電纜及機械拉線卷輪設計，以及有線電纜傳輸的工藝方式帶來的可靠性、安全性差等問題；

3、一體化：將加速度傳感器和載荷傳感器集成在一個結構里，形成無線一體化示功儀，實現位移與壓力的同步測量。

如上所述，本實用新型一種基于無線物聯網的微功耗一體化示功儀，將加速度傳感器和載荷傳感器集成在一個小盒里，通過加速度與位移的關系，計算出位移，該儀器具有低功耗、一體化的特點，實現了位移與壓力的同步測量，并且采用無線數據傳輸模塊來傳輸數據，解決了數據傳輸布線不便的問題。

下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

上述僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型，以下結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。?