一種旋轉軸功率多通道無線監測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種旋轉軸功率多通道無線監測裝置。本實用新型中，應變傳感器與節點處理器連接，應變傳感器用于采集旋轉軸的瞬時扭矩并發送到節點處理器；霍爾傳感器與節點處理器連接，霍爾傳感器用于采集旋轉軸的瞬時轉速并發送到節點處理器；節點處理器與節點發射器連接，節點處理器用于將處理后的數據發送到節點發射器，節點發射器將接收到的數據發送給網關；網關接收器與網關處理器連接，網關接收器用于接收節點發射器發送的數據并發送到網關處理器；網關發射器與網關處理器連接，網關處理器處理后的數據通過網關發射器傳輸到遠程客戶端。本實用新型可實現信息就地或遠程無線傳輸和多通道實時監測。
【專利說明】一種旋轉軸功率多通道無線監測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種旋轉軸功率多通道無線監測裝置，用于石油鉆井用旋轉機械軸功率的監測。
【背景技術】
[0002]石油鉆井用旋轉機械主要包括柴油發動機、泥漿泵、絞車、轉盤等設備。柴油發動機是機械鉆機的主要動力源，通過傳動裝置將動力傳送至泥漿泵、絞車、轉盤等動設備；泥漿泵是泥漿循環系統的主要動力設備，用于鉆井時循環泥漿，以沖洗井底、攜帶巖屑、冷卻鉆頭、加固井壁以及控制地層壓力；絞車是鉆機提升系統的主要動力設備，用于起下鉆桿或套管、均勻送鉆以及井下特殊作業；鉆盤是鉆機旋轉系統的主要動力設備，通過方鉆桿帶動井底鉆頭旋轉破碎巖石。
[0003]現有技術中，國內多個廠家或研究機構研制了軸功率測試儀器，但多涉及于船舶領域，屬于單點測試，且無無線傳輸功能。如中國專利號“CN201120533280.4”公開的種船舶軸功率測試裝置，
【公開日】為2012年09月12日，其包括用于測量船舶軸扭矩的扭矩測量機構；用于測量船舶軸轉速的轉速測量機構；與扭矩測量機構和轉速測量機構相連的數據采集機構；用于計算船舶軸功率的計算單元，計算單元與數據采集機構相連；用于顯示船舶軸扭矩信號和/或轉速信號和/或功率信號的顯示裝置，顯示裝置與數據采集機構和計算單元均相連。
[0004]但在石油鉆井作業能效對標工作中，需要對鉆機的柴油機、泥漿泵等多個動設備同時進行軸功率實時監測，鉆井公司管理層需要對多個鉆井隊動設備情況進行遠程監督，目前的功率測試儀無法滿足要求。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的在于克服現有石油鉆井用旋轉機械軸功率監測存在的上述問題，提供一種旋轉軸功率多通道無線監測裝置。本實用新型可實現信息就地或遠程無線傳輸和多通道實時監測。
[0006]為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下:
[0007]一種旋轉軸功率多通道無線監測裝置，其特征在于:包括網關和設置在旋轉軸上的測量節點，所述測量節點中集成式設置有節點處理器、節點發射器、霍爾傳感器和應變傳感器；所述應變傳感器與節點處理器連接，應變傳感器用于采集旋轉軸的瞬時扭矩并發送到節點處理器；霍爾傳感器與節點處理器連接，霍爾傳感器用于采集旋轉軸的瞬時轉速并發送到節點處理器；節點處理器與節點發射器連接，節點處理器用于將處理后的數據發送到節點發射器，節點發射器將接收到的數據發送給網關；所述網關內集成式設置有網關處理器、網關接收器和網關發射器，網關接收器與網關處理器連接，網關接收器用于接收節點發射器發送的數據并發送到網關處理器；網關發射器與網關處理器連接，網關處理器處理后的數據通過網關發射器傳輸到遠程客戶端。[0008]所述與霍爾傳感器配合設置有磁體，磁體固定在機架上。
[0009]所述網關內還集成式設置有SM卡接口和SD卡接口。
[0010]采用本實用新型的優點在于:
[0011 ] 一、采用本實用新型，可以對石油鉆井用旋轉機械軸的瞬時扭矩和轉速的進行實時測量，從而實現軸功率的遠程無線實時監測；一個網關，最多可以同時接收和發射16路測量數據，而遠程客戶端可以通過互聯網接收多個網關上傳的數據，因此，本實用新型可以同時實現多通道的無線實時監測。
[0012]二、本實用新型中，所述網關內還集成式設置有SM卡接口和SD卡接口，采用此結構，功能得到進一步擴展，適用性更強。
[0013]三、本實用新型可對單個或多個鉆井隊的主要旋轉機械軸輸出功率進行多通道就地和遠程實時監測，使用方便快捷、省時省力，能有效實現對石油鉆井用旋轉機械軸輸出功率的多通道實時監測，即滿足了現場檢測，又為遠程設備運行情況管理提供了條件，同時也為今后擴大檢測業務范圍打下了良好的技術基礎，也有利于今后建立鉆井隊能效管控中心。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型結構示意圖
[0015]圖中標記為:1、旋轉軸；2、應變傳感器；3、霍爾傳感器；4、測量節點；5、磁體；6、直流電源、網關；8、遠程客戶端。
【具體實施方式】
[0016]一種旋轉軸功率多通道無線監測裝置，包括網關7和設置在旋轉軸I上的測量節點4，所述測量節點4中集成式設置有節點處理器、節點發射器、霍爾傳感器3和應變傳感器2 ;所述應變傳感器2與節點處理器連接，應變傳感器2用于采集旋轉軸I的瞬時扭矩并發送到節點處理器；霍爾傳感器3與節點處理器連接，霍爾傳感器3用于采集旋轉軸I的瞬時轉速并發送到節點處理器；節點處理器與節點發射器連接，節點處理器用于將處理后的數據發送到節點發射器，節點發射器將接收到的數據發送給網關7 ;所述網關7內集成式設置有網關處理器、網關接收器和網關發射器，網關接收器與網關處理器連接，網關接收器用于接收節點發射器發送的數據并發送到網關處理器；網關發射器與網關處理器連接，網關處理器處理后的數據通過網關發射器傳輸到遠程客戶端8。
[0017]本實用新型中，所述與霍爾傳感器配合設置有磁體。與霍爾傳感器3配合的磁體5固定在機架上，不轉動。磁體用于轉速測量，與霍爾傳感器配套使用。原理是利用霍爾效應進行工作，即在控制電流恒定條件下，當霍爾元件所處磁場強度大小發生突變時，輸出電壓也產生突變，相當于產生一個脈沖信號，單位時間內脈沖數與轉速對應，從而構成數字量傳感器。
[0018]本實用新型的優選實施方式為，所述網關7內還集成式設置有SM卡接口和SD卡接口。
[0019]以下對本實用新型做進一步說明:
[0020]本實用新型中，所述測量節點內集成的節點處理器為單片機，節點發射器為無線射頻芯片。測量節點內還集成有直流電源6，直流電源6為9v電池，為測量節點供電，如為單片機和無線射頻芯片供電。
[0021]在網關內集成的網關處理器為CPU，網關接收器為無線射頻芯片，網關發射器為GPRS芯片。網關還集成有供電電源，為無線射頻芯片、無線射頻芯片和GPRS芯片供電。
[0022]本實用新型的工作原理為:應變傳感器采集旋轉軸的瞬時扭矩、霍爾傳感器采集旋轉軸的瞬時轉速，測量信號通過測量節點內的單片機處理，并通過無線射頻芯片向外發射，網關內的無線射頻芯片接收外來的測量信號，通過CPU處理后，經GPRS芯片將測量信號遠程傳輸到遠程客戶端上，對石油鉆井用旋轉機械軸的瞬時扭矩和轉速的進行實時測量，從而實現軸功率的遠程無線實時監測。
【權利要求】
1.一種旋轉軸功率多通道無線監測裝置，其特征在于:包括網關(7)和設置在旋轉軸(I)上的測量節點(4)，所述測量節點(4)中集成式設置有節點處理器、節點發射器、霍爾傳感器(3)和應變傳感器(2);所述應變傳感器(2)與節點處理器連接，應變傳感器(2)用于采集旋轉軸(I)的瞬時扭矩并發送到節點處理器；霍爾傳感器(3)與節點處理器連接，霍爾傳感器(3)用于采集旋轉軸(I)的瞬時轉速并發送到節點處理器；節點處理器與節點發射器連接，節點處理器用于將處理后的數據發送到節點發射器，節點發射器將接收到的數據發送給網關(7);所述網關(7)內集成式設置有網關處理器、網關接收器和網關發射器，網關接收器與網關處理器連接，網關接收器用于接收節點發射器發送的數據并發送到網關處理器；網關發射器與網關處理器連接，網關處理器處理后的數據通過網關發射器傳輸到遠程客戶端(8)。
2.根據權利要求1所述的一種旋轉軸功率多通道無線監測裝置，其特征在于:所述霍爾傳感器(3 )配合設置有磁體(5 )，磁體(5 )固定在機架上。
3.根據權利要求1或2所述的一種旋轉軸功率多通道無線監測裝置，其特征在于:所述網關(7)內還集成式設置有SM卡接口和SD卡接口。
【文檔編號】G01L3/24GK203455123SQ201320584090
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年9月22日 優先權日:2013年9月22日
【發明者】張健, 李克強, 譙國軍, 吳彤, 馮玥, 魏威 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司
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