一種錄井無線傳感器無源供電系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
[0002]本實用新型涉及油氣勘探開發(fā)地質(zhì)錄井過程中的一種無線傳感器無源供電系統(tǒng)，特別涉及一種錄井無線傳感器無源供電系統(tǒng)。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]在石油、天然氣勘探開發(fā)過程中，錄井作為監(jiān)測巖肩、鉆井液以及鉆井設(shè)備的一系列工作參數(shù)的技術(shù)手段，能夠在油氣鉆井施工過程中及時的獲取鉆遇地層地質(zhì)信息，從而發(fā)現(xiàn)和解釋評價油氣藏，同時監(jiān)控鉆井設(shè)備運行狀態(tài)，為安全施工提供技術(shù)支持。錄井過程中，傳統(tǒng)的方法是安裝大量的有線傳感器檢測各種鉆井工程參數(shù)、氣體參數(shù)等，存在著線路復(fù)雜、安裝困難等一系列問題。為解決有線傳感器存在的問題，近年來錄井無線傳感器得到推廣應(yīng)用，如專利CN103382836A所述，實現(xiàn)了無線傳感器的數(shù)據(jù)采集，但該技術(shù)還存在著無線傳感器功耗高、需要對無線傳感器蓄電池更換充電、蓄電池壽命短等問題影響著錄井無線傳感器的廣泛推廣應(yīng)用。
[0005]【實用新型內(nèi)容】:
[0006]本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種錄井無線傳感器無源供電系統(tǒng)，可以有效的解決將太陽能電池板充電技術(shù)結(jié)合無線傳感器傳輸系統(tǒng)的低功耗提供錄井無線傳感器無源供電系統(tǒng)，既解決了石油勘探現(xiàn)場因為傳感器眾多，布線復(fù)雜；又能夠滿足傳感器長期連續(xù)工作的要求等問題。
[0007]為了解決上述問題，本實用新型提供了一種技術(shù)方案:一種錄井無線傳感器無源供電系統(tǒng)，其創(chuàng)新點在于:包括工程參數(shù)監(jiān)測的信號采集單元、蓄電池進行充電的太陽能充電單元、電池優(yōu)化的電池管理控制單元和數(shù)據(jù)遠程傳輸單元；所述工程參數(shù)監(jiān)測的信號采集單元包括現(xiàn)場無線傳感器、信號處理模塊和主控制模塊；所述現(xiàn)場無線傳感器固定在待監(jiān)測參數(shù)的現(xiàn)場位置，所述現(xiàn)場無線傳感器依次連接信號處理模塊和主控制模塊。
[0008]作為優(yōu)選，所述蓄電池進行充電的太陽能充電單元包括太陽能電池板、充電管理模塊、蓄電池和電量監(jiān)測模塊；所述充電管理模塊連接在太陽能電池板的輸出端；所述蓄電池連接在充電管理模塊的輸出端；所述電量監(jiān)測模塊連接在蓄電池的一路輸出端，所述電量監(jiān)測模塊的輸出端與主控制模塊相連。
[0009]作為優(yōu)選，所述電池管理控制單元包括蓄電池、電池管理控制單元、現(xiàn)場無線傳感器、信號處理模塊、主控制模塊和ZigBee收發(fā)模塊；所述電池管理控制單元連接在蓄電池的輸出端；所述現(xiàn)場無線傳感器、信號處理模塊、主控制模塊和ZigBee收發(fā)模塊連接在電池管理控制單元的輸出端。
[0010]作為優(yōu)選，所述數(shù)據(jù)遠程傳輸單元包括ZigBee收發(fā)模塊和傳輸天線；所述ZigBee收發(fā)模塊連接在主控制模塊的輸出端；所述傳輸天線連接在ZigBee收發(fā)模塊的輸出端。
[0011]本實用新型的有益效果:本實用新型首先對現(xiàn)場的工程參數(shù)進行監(jiān)測的錄井傳感器的無線傳輸設(shè)計，減少了現(xiàn)場布線的復(fù)雜度，同時易于接口擴展；其次采用ZigBee低功耗的無線通信設(shè)計，同時對電源管理方式進行優(yōu)化以及超低功耗的電路設(shè)計能夠滿足高可靠性、長時間的工作；最后對無線數(shù)據(jù)傳輸進行抗干擾設(shè)計，提高現(xiàn)場工況條件下信號傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。
[0012]【附圖說明】:
[0013]為了易于說明，本實用新型由下述的具體實施及附圖作以詳細描述。
[0014]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]1-太陽能電池板；2_充電管理模塊；3_蓄電池；4_電量監(jiān)測模塊；5_電池管理控制單元；6_現(xiàn)場無線傳感器；7_信號處理模塊；8_主控制模塊；9- ZigBee收發(fā)模塊；10_傳輸天線。
[0016]【具體實施方式】:
[0017]如圖1所示，本【具體實施方式】采用以下技術(shù)方案:一種錄井無線傳感器無源供電系統(tǒng)，包括工程參數(shù)監(jiān)測的信號采集單元、蓄電池進行充電的太陽能充電單元、電池優(yōu)化的電池管理控制單元和數(shù)據(jù)遠程傳輸單元；所述工程參數(shù)監(jiān)測的信號采集單元包括現(xiàn)場無線傳感器6、信號處理模塊7和主控制模塊8 ;所述現(xiàn)場無線傳感器6固定在待監(jiān)測參數(shù)的現(xiàn)場位置，所述現(xiàn)場無線傳感器6依次連接信號處理模塊7和主控制模塊8。
[0018]其中，蓄電池進行充電的太陽能充電單元包括太陽能電池板1、充電管理模塊2、蓄電池3和電量監(jiān)測模塊4 ;所述充電管理模塊2連接在太陽能電池板I的輸出端；所述蓄電池3連接在充電管理模塊2的輸出端；所述電量監(jiān)測模塊4連接在蓄電池3的一路輸出端，所述電量監(jiān)測模塊4的輸出端與主控制模塊8相連。
[0019]其中，電池管理控制單元包括蓄電池3、電池管理控制單元5、現(xiàn)場無線傳感器6、信號處理模塊7、主控制模塊8和ZigBee收發(fā)模塊9 ;所述電池管理控制單元5連接在蓄電池3的輸出端；所述現(xiàn)場無線傳感器6、信號處理模塊7、主控制模塊8和ZigBee收發(fā)模塊9連接在電池管理控制單元5的輸出端。
[0020]其中，數(shù)據(jù)遠程傳輸單元包括ZigBee收發(fā)模塊9和傳輸天線10 ;所述ZigBee收發(fā)模塊9連接在主控制模塊8的輸出端；所述傳輸天線10連接在ZigBee收發(fā)模塊9的輸出端。
[0021]本實用新型的工作原理:
[0022]1、將對工程參數(shù)進行監(jiān)測的現(xiàn)場無線傳感器安裝到待測參數(shù)的位置，然后將太陽能電池板固定在現(xiàn)場無線傳感器的附近，調(diào)整太陽能電池板的角度，盡可能的使太陽能電池板的表面正對太陽光直射的方向；
[0023]2、太陽能電池板通過充電管理模塊對蓄電池進行充電，電量監(jiān)測模塊對蓄電池電量進行實時監(jiān)測，待充電完成以后，電池管理控制單元對現(xiàn)場無線傳感器、信號處理模塊、主控制模塊以及ZigBee收發(fā)模塊進行供電，實現(xiàn)最優(yōu)化的低功耗管理。
[0024]3、現(xiàn)場無線傳感器接受到信號以后開始工作，將實時監(jiān)測到的數(shù)據(jù)通過信號處理模塊進行處理并由主控制模塊控制通過ZigBee收發(fā)模塊傳輸?shù)戒浘疅o線傳感器的接收節(jié)點，并由接受節(jié)點進行統(tǒng)一接受以后傳輸?shù)骄C合錄井儀系統(tǒng)進行顯示和分析。
[0025]本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便易于維護等特點，適合于在油氣勘探開發(fā)地質(zhì)錄井過程中對工程參數(shù)進行實時監(jiān)測的錄井無線傳感器的無源供電，也可應(yīng)用于其他領(lǐng)域的無線遠程傳輸系統(tǒng)的無源供電。
[0026]盡管本文較多地使用了太陽能電池板1、充電管理模塊2、蓄電池3、電量監(jiān)測模塊4、電池管理控制單元5、現(xiàn)場無線傳感器6、信號處理模塊7、主控制模塊8、ZigBee收發(fā)模塊9和傳輸天線10等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。
[0027]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)，本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項】
1.一種錄井無線傳感器無源供電系統(tǒng)，其特征在于：包括工程參數(shù)監(jiān)測的信號采集單元、蓄電池進行充電的太陽能充電單元、電池優(yōu)化的電池管理控制單元和數(shù)據(jù)遠程傳輸單元;所述工程參數(shù)監(jiān)測的信號采集單元包括現(xiàn)場無線傳感器（6)、信號處理模塊（7)和主控制模塊（8)；所述現(xiàn)場無線傳感器（6)固定在待監(jiān)測參數(shù)的現(xiàn)場位置，所述現(xiàn)場無線傳感器（6)依次連接信號處理模塊（7)和主控制模塊（8)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錄井無線傳感器無源供電系統(tǒng)，其特征在于：所述蓄電池進行充電的太陽能充電單元包括太陽能電池板（1 )、充電管理模塊（2)、蓄電池（3)和電量監(jiān)測模塊（4);所述充電管理模塊（2)連接在太陽能電池板（1)的輸出端；所述蓄電池（3)連接在充電管理模塊（2)的輸出端；所述電量監(jiān)測模塊（4)連接在蓄電池（3)的一路輸出端，所述電量監(jiān)測模塊（4)的輸出端與主控制模塊（8)相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錄井無線傳感器無源供電系統(tǒng)，其特征在于：所述電池管理控制單元包括蓄電池（3)、電池管理控制單元（5)、現(xiàn)場無線傳感器（6)、信號處理模塊(7)、主控制模塊（8)和ZigBee收發(fā)模塊（9)；所述電池管理控制單元（5)連接在蓄電池（3)的輸出端；所述現(xiàn)場無線傳感器（6)、信號處理模塊（7)、主控制模塊（8)和ZigBee收發(fā)模塊（9)連接在電池管理控制單元（5)的輸出端。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錄井無線傳感器無源供電系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)遠程傳輸單元包括ZigBee收發(fā)模塊（9)和傳輸天線（10);所述ZigBee收發(fā)模塊（9)連接在主控制模塊（8)的輸出端；所述傳輸天線（10)連接在ZigBee收發(fā)模塊（9)的輸出端。
【專利摘要】本實用新型公開了一種錄井無線傳感器無源供電系統(tǒng)，包括工程參數(shù)監(jiān)測的信號采集單元、蓄電池進行充電的太陽能充電單元、電池優(yōu)化的電池管理控制單元和數(shù)據(jù)遠程傳輸單元；本實用新型首先對現(xiàn)場的工程參數(shù)進行監(jiān)測的錄井傳感器的無線傳輸設(shè)計，減少了現(xiàn)場布線的復(fù)雜度，同時易于接口擴展；其次采用ZigBee低功耗的無線通信設(shè)計，同時對電源管理方式進行優(yōu)化以及超低功耗的電路設(shè)計能夠滿足高可靠性、長時間的工作；最后對無線數(shù)據(jù)傳輸進行抗干擾設(shè)計，提高現(xiàn)場工況條件下信號傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。
【IPC分類】G08C17/02
【公開號】CN204791505
【申請?zhí)枴緾N201520556366
【發(fā)明人】張俊龍, 李油建, 佘明軍, 李勝利, 鄭昌軍, 何剛
【申請人】武漢敢為科技有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月29日