[發明專利]一種超聲波數據傳輸方法

無效

• 申請號: 201310476781.7
• 申請日: 2013-10-12
• 公開（公告）號: CN103806902A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 韓佳貝;韓永林
• 申請（專利權）人: 韓佳貝;韓永林
• 主分類號: E21B47/14
• 分類號: E21B47/14
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

技術領域

本發明涉及信息傳輸、通訊技術領域，尤其是一種通過超聲波在鋼管內輸送數據、信息的數據傳輸方法。

背景技術

目前，信息傳輸、通訊的方法多種多樣，從大的方面可以分為兩類，一類為有線通訊，一類為無線通訊。有線通訊往往要架設電纜，導致成本高，后期維護費用高；而無線通訊，最常見的如無線電通訊和我們常用的遙控器所采用的激光通訊，另外還有像利用超聲波在海水中傳播來實現數據傳輸和通訊的聲納系統，利用超聲波在空氣中傳播來實現數據傳輸和通訊的雷達系統。然而，在一些特定條件下，上述無線通訊方式因存在諸多限制而難以實現。比如，在油氣井生產中井下所測得的壓力、溫度等數據，受井筒圓柱形鋼管所形成的環形空間的制約，電磁信號受屏蔽作用影響，難以實現無線通訊，受井筒彎曲形狀影響，直線傳輸的激光也無法實現數據傳輸；井筒中的液體常為油、氣、水的混合體，超聲波傳輸時信號損失大，甚至無法實現。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種超聲波數據傳輸方法，利用超聲波在構成井筒的鋼管內傳播來實現數據的傳輸和通訊，既省去了鋪設電纜和后期維護的費用，又避免了其它無線通訊的不便，可有效地降低成本和提高工作效率。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案包括以下步驟：把需要傳輸的原始數據信息經A/D轉換后，通過產生超聲波頻率的調制/振蕩電路，形成包括有原始數據信息的超聲頻率載波電信號，經功率放大后傳遞給超聲波換能器，通過與鋼管緊密接觸的超聲波換能器把載有原始數據信息的超聲頻率載波電信號轉換成超聲波信號傳遞給鋼管，鋼管做為數據傳輸體，在鋼管的另一處，由與鋼管緊密接觸的拾音器接收來自鋼管傳送的包含有原始數據信息的超聲波信號，并將其轉換成電信號，然后通過濾波、檢波和放大后，把所傳輸的原始數據信息還原出來，從而實現數據的傳輸與通訊。

所述的調制/振蕩電路采用24-60KHz的載波進行調制。

本發明的有益效果是：本發明能夠在油氣井等條件下對信號進行遠距離非直線傳輸，架設成本和后期維護費用低，信號損失小。利用本發明對40KHz超聲波沿鋼管傳輸信號進行衰減實驗，得到數據如下表：

表140KHz超聲波沿鋼管傳輸信號進行衰減實驗數據表

序號接收點距發射點距離（m）接收信號強度（mv）12.522029.6220319.2218448.1207567.2201686.41937105.0185

附圖說明