[發明專利]一種應用在無線傳輸系統的低功耗電導率傳感器

在審

• 申請號: 201410823852.0
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN104502713A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 陸永鋼;王培培
• 申請（專利權）人: 上海神開石油設備有限公司;上海神開石油化工裝備股份有限公司;上海神開石油科技有限公司
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙)31249
• 代理人: 徐雯瓊;包姝晴

技術領域

本發明涉及石油鉆錄井勘探領域，具體涉及一種應用在無線傳輸系統的低功耗電導率傳感器。

背景技術

目前，石油鉆錄井現場大多采用有線方式進行傳感器數據的采集和傳輸，但實際井場環境惡劣，鋪設有線電纜受到井場設備的制約，安裝拆卸工作量大，整個布線過程非常復雜，不利于現場靈活施工的需要，同時使得石油鉆錄井現場的傳感器數據的采集和傳輸的成本非常高。因此，根據以上所述的現狀，非常有必要提出一種應用在無線傳輸系統的低功耗傳感器。

發明內容

本發明的目的在于提供一種應用在無線傳輸系統的低功耗電導率傳感器，能夠實時采集鉆井液的電導率值信息，并將這些信息進行處理后發送到接收終端，實現對目標信息的監測，為井場鉆錄井工作提供重要依據。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供一種應用在無線傳輸系統的低功耗電導率傳感器，其包含：

傳感器探頭，對鉆井液泥漿進行感應得到相應的電導率信號；

傳感器變送器模塊，接收所述傳感器探頭發送的電導率信號進行處理得到相應的低電壓信號；

無線傳輸模塊，接收所述傳感器變送器模塊發送的低電壓信號進行處理后向外部的接收終端發送；

其中，通過電池向與之連接的所述無線傳輸模塊供電，所述無線傳輸模塊通過設置的供電控制單元進一步向與之連接的所述傳感器變送器模塊供電。

優選地，所述低電壓信號是傳感器輸出的模擬電壓信號。

優選地，所述傳感器變送器模塊包含第一單片機，和與該第一單片機連接的電源變換單元；所述電源變換單元還經由振蕩分頻電路連接所述傳感器探頭的驅動電路；

所述電源變換單元接收所述無線傳輸模塊中供電控制單元提供的8.4V工作電源，該電源變換單元通過設置的雙路精密單電源微功耗運放器輸出+3V、+6V的直流穩壓供電電源。

優選地，所述傳感器變送器模塊還包含與所述第一單片機連接的第一溫度采集單元；

所述第一溫度采集單元包含一體化設置在傳感器探頭內部作為溫度傳感器的熱敏電阻，對鉆井液的溫度進行監測；

所述第一單片機接收該第一溫度采集單元測得的溫度信號進行模數/數模轉換，并對被測溫度下鉆井液的電導率進行溫度校正，補償到鉆井液25℃時的電導率值。

優選地，所述傳感器變送器模塊還包含分別與所述第一單片機、傳感器探頭連接的濾波放大單元；

所述濾波放大單元通過設置依次連接的預放模塊、解調器和運算放大器，對傳感器探頭次級線圈感應到的信號進行整形、放大處理；

所述第一單片機接收該濾波放大單元輸出的信號進行模數/數模轉換輸出對應的低電壓信號。

優選地，所述傳感器變送器模塊還包含顯示單元，其基于所述第一單片機內部的I2C總線進行電導率傳感器與顯示單元的通訊，通過所述顯示單元來顯示電導率值。

優選地，所述無線傳輸模塊包含第二單片機，和與之連接的電源單元；

所述電源單元包含與電池連接的DC/DC電源變換電路，和與該DC/DC電源變換電路連接的低壓差線性溫度電源變換電路，對電池電壓進行處理后向無線傳輸模塊供電；

所述電池包含太陽能電池，和串聯的若干節可充電鋰電池。

優選地，所述供電控制單元分別與第二單片機和傳感器變送器模塊連接，根據從第二單片機處接收的指令，控制向所述傳感器變送器模塊提供的工作電源的通斷，以使該傳感器變送器模塊處于工作模式或者休眠模式；

所述供電控制單元包含MOSFET管和三極管，所述MOSFET管的漏極連接傳感器變送器模塊，柵極通過第一電阻R1連接三極管的集電極；

所述三極管根據第二單片機輸出的控制信號為高電平而導通，以使所述MOSFET管的源極和漏極導通，進而向傳感器變送器模塊輸送工作電壓，使其處于工作模式；

所述第二單片機輸出控制信號為低電平時，該三極管不導通，該MOSFET管不向傳感器變送器模塊提供工作電源，使其處于休眠模式。

優選地，所述無線傳輸模塊還包含分別與所述第二單片機連接的A/D采樣單元、無線通信單元；

所述A/D采樣單元對傳感器變送器模塊輸出的低電壓信號采集處理后傳輸給第二單片機進行解析處理，所述無線通信單元從第二單片機處接收解析后的低電壓信號并發送給外部的接收終端。

優選地，所述無線傳輸模塊還包含分別與所述第二單片機連接的時間采集單元、第二溫度采集單元；

所述時間采集單元采用I2C總線與第二單片機進行數據的雙向通訊，實時檢測當前時間；