一種隨鉆測量儀與上位機之間的通信電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種隨鉆測量儀與上位機之間的通信電路包括通信模塊、電源模塊；通信模塊包括TTL電平整形電路、驅動增強電路、電平轉換電路、上位機；電源模塊包括電源和電源變換電路；電源模塊與通信模塊中的接TTL電平整形電路、驅動增強電路、電平轉換電路相連；該隨鉆測量儀與上位機之間的通信電路能夠增加信號的抗干擾能力，減小上位機讀取的數(shù)據(jù)與隨鉆測量儀檢測到的數(shù)據(jù)之間的誤差，有利于鉆井工作人員做出正確的分析和決策。
【專利說明】
一種隨鉆測量儀與上位機之間的通信電路
技術領域
[0001]本實用新型屬于鉆井通信技術領域，特別涉及一種隨鉆測量儀與上位機之間的通信電路。
【背景技術】
[0002]在石油天然氣開采過程中，隨鉆測量儀的作用是將采集到的井斜、方位、溫度、壓力等信息傳送到上位機進行顯示，供地面工作人員做出準確的判斷和操作；隨鉆測量儀與上位機通信時經(jīng)常由串口進行信息交互，串口通信在高溫、振動等井下惡劣條件下的抗干擾能力差，且數(shù)據(jù)轉換錯誤率較高。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種隨鉆測量儀和上位機之間的通信電路。
[0004]為此，本實用新型技術方案如下:
[0005]—種隨鉆測量儀與上位機之間的通信電路包括通信模塊、電源模塊；
[0006]通信模塊包括TTL電平整形電路、驅動增強電路、電平轉換電路;其中TTL電平整形電路一端接隨鉆測量儀的TTL電平輸出端口，TTL電平整形電路另一端接電平轉換電路；電平轉換電路接上位機;驅動增強電路一端接隨鉆測量儀的TTL電平輸入端口，驅動增強電路另一端接電平轉換電路;電平轉換電路與上位機之間進行雙向通信；
[0007]電源模塊包括電源和電源變換電路；電源接電源變換電路；電源變換電路接TTL電平整形電路、驅動增強電路、電平轉換電路；
[0008]所述的TTL電平整形電路包括第三二極管D3、第四二極管D4、第四電阻R4、第五電阻R5、第五電容C5、第一反相器U2A;第三二極管D3的陽極與隨鉆測量儀的TTL電平輸出端口相連，第三二極管D3的陰極接第一反相器U2A的輸入端;第五電容C5、第四電阻R4、第五電阻R5依次串聯(lián)在+5V電壓與參考地之間；第一反相器U2A的輸入端接在第四電阻R4和第五電阻R5之間；第四二極管D4并聯(lián)在第五電容C5和第四電阻R4串聯(lián)電路的兩端，且第四二極管D4的陰極接+5V電壓。
[0009]所述的電平轉換電路包括電平轉換芯片U3;電平轉換芯片U3的VCC引腳接電源模塊；電平轉換芯片U3的Tl IN引腳接TTL電平整形電路中第一反相器U2A的輸出端；電平轉換芯片U3的TlOUT引腳與RlIN引腳均接上位機的RS232端口；電平轉換芯片U3的RlOUT引腳接驅動增強電路中第三反相器U2C的輸入端。
[0010]所述的驅動增強電路包括第二反相器U2B、第三反相器U2C、第四反相器U2D、第五二極管D5、第六二極管D6;第二反相器U2B、第四反相器U2D并聯(lián)在第三反相器U2C的兩端;第五二極管D5的陰極接+5V電壓，第五二極管D5的陽極同時接第六二極管D6的陰極和第三反相器U2C的輸出端，第六二極管D6的陽極接參考地;第三反相器U2C的輸入端接電平轉換電路中電平轉換芯片U3的RlOUT引腳，第三反相器U2C的輸出端接隨鉆測量儀的TTL電平輸入端口。[0011 ]所述的電源變換電路包括電源變換芯片Ul、第一電阻Rl、第二電阻R2、第三電阻R3、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第一二極管D1、第二二極管D2、電感LI;第一電容Cl的一端接電源變換芯片Ul的VOUT引腳，第一電容Cl的另一端接參考地;第二電容C2、第三電容C3均并聯(lián)在第一電容Cl的兩端；第四電容C4 一端接電源變換芯片Ul的SHDN引腳，第四電容C4的另一端接參考地;第三電阻R3接在電源變換芯片Ul的GND引腳和LBl引腳之間；第二電阻R2接在電源變換芯片Ul的LBl引腳與V+引腳之間；第一二極管Dl的陽極接電源變換芯片Ul的LBO引腳，第一二極管Dl的陰極接第一電阻Rl的一端;第一電阻Rl的另一端接電源變換芯片Ul的V+引腳；電感LI一端接電源變換芯片Ul的VOUT引腳，電感LI的另一端接第二二極管D2的陰極，第二二極管D2的陽極接地；電平轉換芯片Ul的SHDN引腳與V+引腳相連;電源變換芯片Ul的SHDN弓丨腳接電源。
[0012]所述的電源變換電路的輸出電壓為+5V直流電壓，且所述的電源變換芯片Ul采用MAX639芯片。
[0013]所述的電平轉換芯片U3采用MAX233芯片。
[0014]所述的第二反相器U2B、第三反相器U2C、第四反相器U2D均采用MC74HC17芯片。
[0015]所述的第一反相器U2A采用MC74HC17芯片。
[0016]與現(xiàn)有技術相比，該隨鉆測量儀與上位機之間的通信電路能夠增加信號的抗干擾能力，減小上位機讀取的數(shù)據(jù)與隨鉆測量儀檢測到的數(shù)據(jù)之間的誤差，有利于鉆井工作人員做出正確的分析和決策。
【附圖說明】

[0017]圖1為本實用新型提供的隨鉆測量儀與上位機之間的通信電路的結構框圖。
[0018]圖2為電源變換電路的電路圖。
[0019]圖3為電平轉換電路的電路圖。
[0020]圖4為TTL電平整形電路的電路圖。
[0021]圖5為驅動增強電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖及具體實施例對本實用新型做進一步的說明，但下述實施例絕非對本實用新型有任何限制。
[0023]如圖1-5所示，該隨鉆測量儀與上位機之間的通信電路包括通信模塊1、電源模塊2；
[0024]通信模塊I包括TTL電平整形電路101、驅動增強電路102、電平轉換電路103;其中TTL電平整形電路101—端接隨鉆測量儀的TTL電平輸出端口，TTL電平整形電路101另一端接電平轉換電路103;電平轉換電路103接上位機104;驅動增強電路102—端接隨鉆測量儀的TTL電平輸入端口，驅動增強電路102另一端接電平轉換電路103;電平轉換電路103與上位機104之間進行雙向通{目；
[0025]電源模塊2包括電源201和電源變換電路202;電源201接電源變換電路202;電源變換電路202接TTL電平整形電路101、驅動增強電路102、電平轉換電路103;
[0026]所述的TTL電平整形電路101包括第三二極管D3、第四二極管D4、第四電阻R4、第五電阻R5、第五電容C5、第一反相器U2A;第三二極管D3的陽極與隨鉆測量儀的TTL電平輸出端口相連，第三二極管D3的陰極接第一反相器U2A的輸入端;第五電容C5、第四電阻R4、第五電阻R5依次串聯(lián)在+5V電壓與參考地之間；第一反相器U2A的輸入端接在第四電阻R4和第五電阻R5之間；第四二極管D4并聯(lián)在第五電容C5和第四電阻R4串聯(lián)電路的兩端，且第四二極管D4的陰極接+5V電壓。
[0027]所述的電平轉換電路103包括電平轉換芯片U3;電平轉換芯片U3的VCC引腳接電源模塊2;電平轉換芯片U3的TlIN引腳接TTL電平整形電路101中第一反相器U2A的輸出端；電平轉換芯片U3的TlOUT引腳與RlIN引腳均接上位機104的RS232端口；電平轉換芯片U3的RlOUT引腳接驅動增強電路102中第三反相器U2C的輸入端。
[0028]所述的驅動增強電路102包括第二反相器U2B、第三反相器U2C、第四反相器U2D、第五二極管D5、第六二極管D6;第二反相器U2B、第四反相器U2D并聯(lián)在第三反相器U2C的兩端；第五二極管D5的陰極接+5V電壓，第五二極管D5的陽極同時接第六二極管D6的陰極和第三反相器U2C的輸出端，第六二極管D6的陽極接參考地;第三反相器U2C的輸入端接電平轉換電路103中電平轉換芯片U3的RlOUT引腳，第三反相器U2C的輸出端接隨鉆測量儀的TTL電平輸入端口。
[0029]所述的電源變換電路202包括電源變換芯片Ul、第一電阻Rl、第二電阻R2、第三電阻R3、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第一二極管D1、第二二極管D2、電感LI;第一電容Cl的一端接電源變換芯片Ul的VOUT引腳，第一電容Cl的另一端接參考地;第二電容C2、第三電容C3均并聯(lián)在第一電容Cl的兩端;第四電容C4 一端接電源變換芯片Ul的SHDN引腳，第四電容C4的另一端接參考地;第三電阻R3接在電源變換芯片Ul的GND引腳和LBl引腳之間；第二電阻R2接在電源變換芯片Ul的LBl引腳與V+引腳之間；第一二極管Dl的陽極接電源變換芯片Ul的LBO引腳，第一二極管Dl的陰極接第一電阻Rl的一端;第一電阻Rl的另一端接電源變換芯片Ul的V+引腳；電感LI一端接電源變換芯片Ul的VOUT引腳，電感LI的另一端接第二二極管D2的陰極，第二二極管D2的陽極接地；電平轉換芯片Ul的SHDN引腳與V+引腳相連;電源變換芯片Ul的SHDN引腳接電源201。
[0030]所述的電源變換電路202的輸出電壓為+5V直流電壓，且所述的電源變換芯片Ul采用MAX639芯片。
[0031]所述的電平轉換芯片U3采用MAX233芯片。
[0032]所述的第二反相器U2B、第三反相器U2C、第四反相器U2D均采用MC74HC17芯片。
[0033]所述的第一反相器U2A采用MC74HC17芯片。
[0034]本實用新型提供的隨鉆測量儀與上位機之間的通信電路的工作方式如下:
[0035]隨鉆測量儀將檢測到的信號轉化為TTL電平信號，并將TTL電平信號通過它自身的TTL電平輸出端口傳送到TTL電平整形電路101中，第五電容05對1'1電平信號進行濾波處理，在第四電阻R4、第五電阻R5的作用下，TTL電平信號強度增加，然后經(jīng)第三二極管D3和第一反相器U2A整形，最后將濾波整形后的信號傳送到電平轉換電路103中，電平轉換電路103將TTL電平轉化為RS232電平，并經(jīng)上位機104的RS232端口傳送到上位機104進行顯示，此時鉆井工作人員對上位機104顯示的數(shù)據(jù)進行分析并做出決策;上位機104收到隨鉆測量儀發(fā)送的信號后，對隨鉆測量儀進行應答，應答信號采用RS232電平，應答信號通過上位機104的RS232端口傳送到電平轉換電路103中，電平轉換電路103將RS232電平信號轉變?yōu)門TL電平信號，并傳送到驅動增強電路102中，驅動增強電路102采用第二反相器U2B、第三反相器U2C、第四反相器U2D并聯(lián)的方式提高TTL電平攜帶負載的能力，并由第五二極管D5和第六二極管D6將輸出的TTL電平值限定在合理的范圍內；驅動增強電路102輸出的TTL電平信號通過隨鉆測量儀的TTL電平輸入端口傳送到隨鉆測量儀，從而實現(xiàn)隨鉆測量儀與上位機104之間的串口通信;在整個通信過程中，電源模塊2為TTL電平整形電路101、電平轉換電路103、驅動增強電路102中的芯片提供電能支持。
【主權項】
1.一種隨鉆測量儀與上位機之間的通信電路，其特征在于，所述的隨鉆測量儀與上位機之間的通信電路包括通信模塊(I)、電源模塊(2); 通信模塊(I)包括TTL電平整形電路(101)、驅動增強電路(102)、電平轉換電路(103);其中TTL電平整形電路(101)—端接隨鉆測量儀的TTL電平輸出端口，TTL電平整形電路(101)另一端接電平轉換電路(103);電平轉換電路(103)接上位機(104);驅動增強電路(102)一端接隨鉆測量儀的TTL電平輸入端口，驅動增強電路(102)另一端接電平轉換電路(103);電平轉換電路(103)與上位機(104)之間進行雙向通信； 電源模塊(2)包括電源(201)和電源變換電路(202);電源(201)接電源變換電路(202);電源變換電路(202)接TTL電平整形電路(101)、驅動增強電路(102)、電平轉換電路(103)。2.根據(jù)權利要求1所述的隨鉆測量儀與上位機之間的通信電路，其特征在于，所述的TTL電平整形電路(101)包括第三二極管D3、第四二極管D4、第四電阻R4、第五電阻R5、第五電容C5、第一反相器U2A;第三二極管D3的陽極與隨鉆測量儀的TTL電平輸出端口相連，第三二極管D3的陰極接第一反相器U2A的輸入端;第五電容C5、第四電阻R4、第五電阻R5依次串聯(lián)在+5V電壓與參考地之間；第一反相器U2A的輸入端接在第四電阻R4和第五電阻R5之間；第四二極管D4并聯(lián)在第五電容C5和第四電阻R4串聯(lián)電路的兩端，且第四二極管D4的陰極接+5V電壓。3.根據(jù)權利要求1所述的隨鉆測量儀與上位機之間的通信電路，其特征在于，所述的電平轉換電路(103)包括電平轉換芯片U3;電平轉換芯片U3的VCC引腳接電源模塊(2);電平轉換芯片U3的TlIN引腳接TTL電平整形電路(101)中第一反相器U2A的輸出端；電平轉換芯片U3的TlOUT引腳與RlIN引腳均接上位機(104)的RS232端口；電平轉換芯片U3的RlOUT引腳接驅動增強電路(102)中第三反相器U2C的輸入端。4.根據(jù)權利要求1所述的隨鉆測量儀與上位機之間的通信電路，其特征在于，所述的驅動增強電路(102)包括第二反相器U2B、第三反相器U2C、第四反相器U2D、第五二極管D5、第六二極管D6;第二反相器U2B、第四反相器U2D并聯(lián)在第三反相器U2C的兩端;第五二極管D5的陰極接+5V電壓，第五二極管D5的陽極同時接第六二極管D6的陰極和第三反相器U2C的輸出端，第六二極管D6的陽極接參考地;第三反相器U2C的輸入端接電平轉換電路(103)中電平轉換芯片U3的RlOUT引腳，第三反相器U2C的輸出端接隨鉆測量儀的TTL電平輸入端口。5.根據(jù)權利要求1所述的隨鉆測量儀與上位機之間的通信電路，其特征在于，所述的電源變換電路(202)包括電源變換芯片Ul、第一電阻Rl、第二電阻R2、第三電阻R3、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第一二極管Dl、第二二極管D2、電感LI;第一電容Cl的一端接電源變換芯片Ul的VOUT引腳，第一電容Cl的另一端接參考地;第二電容C2、第三電容C3均并聯(lián)在第一電容Cl的兩端；第四電容C4 一端接電源變換芯片Ul的SHDN引腳，第四電容C4的另一端接參考地;第三電阻R3接在電源變換芯片Ul的GND引腳和LBI引腳之間；第二電阻R2接在電源變換芯片Ul的LBl引腳與V+引腳之間腳;第一二極管Dl的陽極接電源變換芯片UI的LBO引腳，第一二極管Dl的陰極接第一電阻Rl的一端;第一電阻Rl的另一端接電源變換芯片Ul的V+引腳；電感LI一端接電源變換芯片Ul的VOUT引腳，電感LI的另一端接第二二極管D2的陰極，第二二極管D2的陽極接地；電平轉換芯片Ul的SHDN引腳與V+引腳相連；電源變換芯片Ul的SHDN引腳接電源(201)。6.根據(jù)權利要求5所述的隨鉆測量儀與上位機之間的通信電路，其特征在于，所述的電源變換電路(202)的輸出電壓為+5V直流電壓，且所述的電源變換芯片Ul采用MAX639芯片。7.根據(jù)權利要求3所述的隨鉆測量儀與上位機之間的通信電路，其特征在于，所述的電平轉換芯片U3采用MAX233芯片。8.根據(jù)權利要求4所述的隨鉆測量儀與上位機之間的通信電路，其特征在于，所述的第二反相器U2B、第三反相器U2C、第四反相器U2D均采用MC74HC17芯片。9.根據(jù)權利要求2所述的隨鉆測量儀與上位機之間的通信電路，所述的第一反相器U2A采用MC74HC17芯片。
【文檔編號】G05B19/042GK205691997SQ201620602488
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月16日 公開號201620602488.X, CN 201620602488, CN 205691997 U, CN 205691997U, CN-U-205691997, CN201620602488, CN201620602488.X, CN205691997 U, CN205691997U
【發(fā)明人】陳景旺, 李楠, 李紹輝, 李志廣, 王崗, 穴強, 蘇士波
【申請人】中國石油集團渤海鉆探工程有限公司