[發明專利]一種高溫油井溫度壓力測量存儲與傳輸電路

有效

• 申請號: 201711077557.5
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107808511B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 張美燕;蔡文郁
• 申請（專利權）人: 浙江水利水電學院
• 主分類號: G08C19/00
• 分類號: G08C19/00
• 代理公司: 杭州奧創知識產權代理有限公司 33272
• 代理人: 王佳健

1.一種高溫油井溫度壓力測量存儲與傳輸電路，由高溫電池、第一變壓電路、第二變壓電路、處理器電路、溫度傳感器、壓力傳感器、參考電壓電路、模擬采集電路、信號調理電路、本地存儲電路、傳輸控制電路和電磁閥控制電路組成，其特征在于：高溫電池通過第一變壓電路后電壓降為3.3V，為處理器電路、模擬采集電路、信號調理電路、本地存儲電路、傳輸控制電路供電；高溫電池通過第二變壓電路后電壓降為1.8V，為處理器電路、模擬采集電路、本地存儲電路供電；溫度傳感器和壓力傳感器的模擬輸出接到信號調理電路，經信號調理電路處理后輸出到模擬采集電路，最終傳輸到處理器電路；處理器電路將傳感數據存儲到本地存儲電路或通過傳輸控制電路發送到遠端，同時處理器還通過電磁閥控制電路控制閥體的開關；

所述的第一變壓電路和第二變壓電路包括兩個LT8610AXF芯片U1、U2，十四個瓷片電容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14，兩個電感L1、L2，一個接插件J1，八個電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8；LT8610AXF芯片U1的4腳、5腳、6腳均與瓷片電容C2的一端和接插件J1的1腳連接，作為系統5V輸入端，瓷片電容C2的另一端和接插件J1的2腳相連并接地；LT8610AXF芯片U1的2腳與瓷片電容C5的一端連接，瓷片電容C5的另一端接地；LT8610AXF芯片U1的13腳與瓷片電容C6的一端連接，瓷片電容C6的另一端接地；LT8610AXF芯片U1的3腳與電阻R4的一端連接，電阻R4的另一端接地；LT8610AXF芯片U1的1腳和8腳直接接地；LT8610AXF芯片U1的16腳分別與電阻R2、電阻R3和瓷片電容C7的一端連接，電阻R2和瓷片電容C7的另一端接Vcc3.3V，電阻R3的另一端接地；LT8610AXF芯片U1的15腳與電阻R1的一端連接，電阻R1的另一端接Vcc3.3V；LT8610AXF芯片U1的14腳接Vcc3.3V；LT8610AXF芯片U1的9腳、10腳和11腳均與電感L1的一端和瓷片電容C1的一端連接，瓷片電容C1的另一端與LT8610AXF芯片U1的12腳連接；電感L1的另一端分別與瓷片電容C3的一端、瓷片電容C4的一端和Vcc3.3V相連；瓷片電容C3和瓷片電容C4的另一端接地；LT8610AXF芯片U2的4腳、5腳、6腳與瓷片電容C9的一端和接插件J1的1腳相連，瓷片電容C9的另一端和接插件J1的2腳相連并接地；LT8610AXF芯片U2的2腳與瓷片電容C12的一端連接，瓷片電容C12的另一端接地；LT8610AXF芯片U2的13腳與瓷片電容C13的一端連接，瓷片電容C13的另一端接地；LT8610AXF芯片U2的3腳與電阻R8的一端連接，電阻R8的另一端接地；LT8610AXF芯片U2的1腳和8腳接地；LT8610AXF芯片U2的16腳分別與電阻R6、電阻R7和瓷片電容C14的一端連接，電阻R7的另一端接地,電阻R6和瓷片電容C14的另一端接Vcore1.8V；LT8610AXF芯片U2的15腳與電阻R5的一端連接，電阻R5的另一端接Vcore1.8V；LT8610AXF芯片U2的14腳接Vcore1.8V；LT8610AXF芯片U2的9腳、10腳和11腳與電感L2的一端和瓷片電容C8的一端連接；瓷片電容C8的另一端與LT8610AXF芯片U2的12腳連接；電感L2的另一端與瓷片電容C10的一端、瓷片電容C11的一端和Vcore1.8V相連；瓷片電容C10和瓷片電容C11的另一端接地；

所述的處理器電路包括一個SM470R1B1MHFQS芯片U3，一個FMI_7M500_OSC晶振芯片U4，兩個電阻R9，R10；FMI_7M500_OSC晶振U4的4腳接地，FMI_7M500_OSC晶振U4的8腳接Vcc3.3V，FMI_7M500_OSC晶振U4的5腳與SM470R1B1MHFQS芯片U3的19腳相連；SM470R1B1MHFQS芯片U3的1腳與模擬采集電路中的ADS1278SHFQ芯片U6的39腳連接，SM470R1B1MHFQS芯片U3的2腳與模擬采集電路中的ADS1278SHFQ芯片U6的16腳相連，SM470R1B1MHFQS芯片U3的3腳與模擬采集電路中的ADS1278SHFQ芯片U6的37腳相連，SM470R1B1MHFQS芯片U3的4腳與模擬采集電路中的ADS1278SHFQ芯片U6的17腳相連，SM470R1B1MHFQS芯片U3的5腳與模擬采集電路中的ADS1278SHFQ芯片U6的25腳相連，SM470R1B1MHFQS芯片U3的48腳與模擬采集電路中的ADS1278SHFQ芯片U6的38腳相連；SM470R1B1MHFQS芯片U3的31腳與本地存儲電路的SM28VLT32芯片U9的9腳相連，SM470R1B1MHFQS芯片U3的32腳與本地存儲電路的SM28VLT32芯片U9的11腳相連，SM470R1B1MHFQS芯片U3的33腳與本地存儲電路的SM28VLT32芯片U9的10腳相連，SM470R1B1MHFQS芯片U3的35腳與本地存儲電路的SM28VLT32芯片U9的12腳相連，SM470R1B1MHFQS芯片U3的69腳與本地存儲電路的SM28VLT32芯片U9的3腳相連；SM470R1B1MHFQS芯片U3的30腳與傳輸控制電路的SN65HVD233SHKJ芯片U10的1腳相連，SM470R1B1MHFQS芯片U3的29腳與傳輸控制電路SN65HVD233SHKJ芯片U10的4腳相連，SM470R1B1MHFQS芯片U3的42腳與傳輸控制電路SN65HVD233SHKJ芯片U10的8腳相連，SM470R1B1MHFQS芯片U3的50腳與傳輸控制電路SN65HVD233SHKJ芯片U11的1腳相連，SM470R1B1MHFQS芯片U3的49腳與傳輸控制電路SN65HVD233SHKJ芯片U11的4腳相連，SM470R1B1MHFQS芯片U3的41腳與傳輸控制電路SN65HVD233SHKJ芯片U11的8腳相連，SM470R1B1MHFQS芯片U3的9腳、16腳、20腳、27腳、34腳、39腳、51腳、53腳、67腳、70腳、74腳、82腳、85腳接地，SM470R1B1MHFQS芯片U3的15腳、40腳、52腳、81腳、66腳接Vcc3.3V，SM470R1B1MHFQS芯片U3的8腳、17腳、28腳、54腳、71腳、75腳接Vcore1.8V，SM470R1B1MHFQS芯片U3的64腳與電阻R9的一端連接，電阻R9的另一端、SM470R1B1MHFQS芯片U3的76腳接Vcc3.3V，SM470R1B1MHFQS芯片U3的65腳與電阻R10的一端相連，電阻R10的另一端接地；SM470R1B1MHFQS芯片U3的7腳接LT8610AXF芯片U12的4腳；

所述的參考電壓電路包括一個REF5025SHKJ芯片U5，三個瓷片電容C15，C16，C17；REF5025SHKJ芯片U5的2腳與瓷片電容C15的一端連接，該端點為5V輸入端，瓷片電容C15的另一端接地，REF5025SHKJ芯片U5的4腳接地，REF5025SHKJ芯片U5的5腳與瓷片電容C16的一端相連，瓷片電容C16的另一端接地，REF5025SHKJ芯片U5的6腳與瓷片電容C17的一端相連，該端點為2.5V輸出端Vref2.5V，瓷片電容C17的另一端接地；

所述的模擬采集電路包括一個ADS1278SHFQ芯片U6，一個瓷片電容C18，一個接插件J2，六個電阻R11，R12，R13，R14，R15，R16，R17；ADS1278SHFQ芯片U6的74腳與瓷片電容C18的一端和Vref2.5V相連，瓷片電容C18的另一端與ADS1278SHFQ芯片U6的75腳相連并接地；ADS1278SHFQ芯片U6的4腳接Pout，ADS1278SHFQ芯片U6的1腳接Tout，ADS1278SHFQ芯片U6的35腳、36腳與電阻R11的一端相連，電阻R11的另一端接Vcc3.3V；ADS1278SHFQ芯片U6的7腳、8腳、55腳、56腳、70腳、71腳、78腳、79腳接Vcc3.3V；ADS1278SHFQ芯片U6的27腳、28腳、29腳、30腳接Vcore1.8V；ADS1278SHFQ芯片U6的3腳、6腳、9腳、10腳、11腳、12腳、26腳、31腳、32腳、33腳、34腳、53腳、54腳、57腳、60腳、63腳、66腳、69腳、72腳、76腳、77腳、82腳、85腳接地；ADS1278SHFQ芯片U6的13腳、14腳與電阻R12的一端相連，電阻R12的另一端接地；ADS1278SHFQ芯片U6的15腳接Vcc3.3V；ADS1278SHFQ芯片U6的42腳與電阻R13的一端相連，電阻R13的另一端與電阻R14和電阻R15的一端相連并接地；電阻R14的另一端與ADS1278SHFQ芯片U6的41腳相連，電阻R15的另一端與ADS1278SHFQ芯片U6的40腳相連；ADS1278SHFQ芯片U6的18腳與電阻R16的一端相連，電阻R16的另一端與電阻R17的一端相連并接Vcc3.3V，電阻R17的另一端與ADS1278SHFQ芯片U6的45腳相連；ADS1278SHFQ芯片U6的83腳、84腳、80腳、81腳、67腳、68腳、64腳、65腳、61腳、62腳、58腳、59腳分別接接插件J2的1腳、2腳、3腳、4腳、5腳、6腳、7腳、8腳、9腳、10腳、11腳、12腳；

所述的信號調理電路包括兩個OP211SHKJ芯片U7、U8，14個電阻R18，R19，R20，R21，R22，R23，R24，R25，R26，R27，R28，R29，R30，R31，8個瓷片電容C19、C20、C21、C22、C23、C24、C25、C26；OP211SHKJ芯片U7的2腳與電阻R18的一端和電阻R24的一端相連，電阻R18的另一端與OP211SHKJ芯片U7的6腳相連，電阻R24的另一端接地；OP211SHKJ芯片U7的3腳與瓷片電容C22的一端和電阻R21的一端相連；瓷片電容C22的另一端接地；電阻R21的另一端與瓷片電容C19的一端和電阻R20的一端相連；瓷片電容C19的另一端與OP211SHKJ芯片U7的6腳相連；電阻R20的另一端與電阻R19的一端和電阻R23的一端相連，此端點為Pin；電阻R19的另一端接Vref2.5V，電阻R23的另一端接地；OP211SHKJ芯片U7的4腳接地，OP211SHKJ芯片U7的6腳與電阻R22的一端相連，電阻R22的另一端與瓷片電容C21相連，該端點為Pout，瓷片電容C21的另一端接地，OP211SHKJ芯片U7的7腳與瓷片電容C20的一端和Vcc3.3V相連，瓷片電容C20的另一端接地；OP211SHKJ芯片U8的2腳與電阻R25的一端和電阻R31的一端相連，電阻R25的另一端與OP211SHKJ芯片U8的6腳相連，電阻R31的另一端接地；OP211SHKJ芯片U8的3腳與瓷片電容C24的一端和電阻R28的一端相連；瓷片電容C24的另一端接地；電阻R28的另一端與瓷片電容C23的一端和電阻R27的一端相連；瓷片電容C23的另一端與OP211SHKJ芯片U8的6腳相連；電阻R27的另一端與電阻R26的一端和電阻R30的一端相連，此端點為Tin；電阻R26的另一端接Vref2.5V，電阻R30的另一端接地；OP211SHKJ芯片U8的4腳接地，OP211SHKJ芯片U8的6腳與電阻R29的一端相連，電阻R29的另一端與瓷片電容C26相連，該端點為Tout，瓷片電容C26的另一端接地，OP211SHKJ芯片U8的7腳與瓷片電容C25的一端和Vcc3.3V相連，瓷片電容C25的另一端接地；

所述的本地存儲電路包括一個SM28VLT32芯片U9，三個電阻R32、R33、R34；SM28VLT32芯片U9的2腳與電阻R34的一端相連，電阻R34的另一端接Vcc3.3V，SM28VLT32芯片U9的3腳與電阻R33的一端相連，電阻R33的另一端接Vcc3.3V，SM28VLT32芯片U9的4腳與電阻R32的一端相連，電阻R32的另一端接Vcc3.3V；SM28VLT32芯片U9的7腳和14腳接Vcore1.8V，SM28VLT32芯片U9的6腳和13腳接Vcc3.3V，SM28VLT32芯片U9的1腳和8腳接地，SM28VLT32芯片U9的5腳接SM470R1B1MHFQS芯片U3的48腳；

所述的傳輸控制電路包括兩個SN65HVD233SHKJ芯片U10、U11，6個電阻R35、R36、R37、R38、R39、R40，兩個CAN總線接口J3、J4；其中CAN總線是用來進行數據傳輸的；SN65HVD233SHKJ芯片U10的5腳與電阻R35的一端相連，電阻R35的另一端與CAN總線接口J3的3腳相連并接地；SN65HVD233SHKJ芯片U10的7腳與電阻R40的一端和CAN總線接口J3的1腳相連，電阻R40的另一端與SN65HVD233SHKJ芯片U10的6腳和CAN總線接口的2腳相連；SN65HVD233SHKJ芯片U10的8腳與電阻R36的一端相連，電阻R36的另一端接地；SN65HVD233SHKJ芯片U10的3腳接Vcc3.3V；SN65HVD233SHKJ芯片U10的2腳接地；SN65HVD233SHKJ芯片U11的5腳與電阻R38的一端相連，電阻R38的另一端與CAN總線接口J4的3腳相連并接地；SN65HVD233SHKJ芯片U11的7腳與電阻R37的一端和CAN總線接口J4的1腳相連，電阻R37的另一端與SN65HVD233SHKJ芯片U11的6腳和CAN總線接口J4的2腳相連；SN65HVD233SHKJ芯片U11的8腳與電阻R39的一端相連，電阻R39的另一端接地；SN65HVD233SHKJ芯片U11的3腳接Vcc3.3V；SN65HVD233SHKJ芯片U11的2腳接地；

所述的電磁閥控制電路包括一個LT8610AXF芯片U12，四個瓷片電容C27、C28、C29、C30，一個電感L3，一個接插件J1，一個電磁閥J5，四個電阻R40、R41、R42、R43；LT8610AXF芯片U12的4腳與SM470R1B1MHFQS芯片U3的7腳連接，LT8610AXF芯片U12的5腳、6腳均與接插件J1的1腳連接，接插件J1的2腳相連并接地；LT8610AXF芯片U12的2腳與瓷片電容C29的一端連接，瓷片電容C29的另一端接地；LT8610AXF芯片U12的4腳接SM470R1B1MHFQS芯片U3的7腳；LT8610AXF芯片U12的13腳與瓷片電容C30的一端連接，瓷片電容C30的另一端接地；LT8610AXF芯片U12的3腳與電阻R43的一端連接，電阻R43的另一端接地；LT8610AXF芯片U12的1腳和8腳直接接地；LT8610AXF芯片U12的16腳分別與電阻R41、電阻R42的一端連接，電阻R41的另一端接電磁閥J5的控制電源端，電阻R42的另一端接地；LT8610AXF芯片U12的15腳與電阻R40一端連接，電阻R40的另一端接電磁閥J5的控制電源端；LT8610AXF芯片U12的14腳接電磁閥J5的控制電源端；LT8610AXF芯片U12的9腳、10腳和11腳均與電感L3的一端和瓷片電容C27的一端連接，瓷片電容C27的另一端與LT8610AXF芯片U12的12腳連接；電感L3的另一端分別與瓷片電容C28的一端和電磁閥J5的控制電源端相連；瓷片電容C28的另一端接地；

芯片U1、U2、U12為Linear Technology公司的 LT8610AXF，芯片U3采用美國TI公司的SM470R1B1MHFQS，芯片U4采用美國TI公司的FMI_7M500_OSC，芯片U5采用美國TI公司的REF5025SHKJ，芯片U6采用美國TI公司的ADS1278SHFQ，芯片U7和U8采用美國TI公司的OP211SHKJ，芯片U9采用美國TI公司的SM28VLT32，芯片U10和U11采用美國TI公司的SN65HVD233SHKJ。