上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司發(fā)現(xiàn)測(cè)井儀器在進(jìn)行工作時(shí)，會(huì)有井上工作與井下工作兩種狀態(tài)，但由于是對(duì)石油的勘測(cè)，石油測(cè)井儀器主要是在地下進(jìn)行工作，沒有地下供電設(shè)備，需要在測(cè)井儀器中安裝電池保持供電的穩(wěn)定性，所以，在進(jìn)行測(cè)井儀器的研發(fā)時(shí)，需要安裝檢測(cè)儀器方便對(duì)電流功耗進(jìn)行測(cè)量，讓測(cè)井儀器能夠更長(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)行地下工作。儀器在工作時(shí)間段耗能不同，需要設(shè)計(jì)大動(dòng)態(tài)范圍的連續(xù)直流小電流的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)監(jiān)控電流大小進(jìn)行設(shè)備功耗的計(jì)算，從而安裝合適的電池，提升測(cè)井儀器的工作效率。
1 技術(shù)應(yīng)用原理與設(shè)計(jì)
1.1 差分放大電路
差分放大電路主要是利用電路參數(shù)中存在的對(duì)稱性以及負(fù)反饋?zhàn)饔茫?/span>將靜態(tài)工作點(diǎn)有效穩(wěn)定，能夠放大差模信號(hào)的同時(shí)對(duì)共模信號(hào)進(jìn)行抑制，在電路測(cè)量輸入級(jí)中被廣泛應(yīng)用。上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司發(fā)現(xiàn)本次設(shè)計(jì)中參考高輸入阻抗法，以差分放大器數(shù)據(jù)的原理作為設(shè)計(jì)依據(jù)，讓采樣電阻接入石油測(cè)井儀器的高端供電電路中，設(shè)置阻值，在測(cè)井儀器的工作時(shí)進(jìn)行電流樣品的采集，通過(guò)差分放大器從而讓壓降放大，直至其能被ADCn識(shí)別，識(shí)別之后利用A-D將電壓幅度轉(zhuǎn)換。但是在選擇精密放大器的位數(shù)有一定的限制，盡管微安電流已經(jīng)經(jīng)過(guò)一級(jí)的放大，但是其電壓幅值并不能有效識(shí)別，所以，在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要將兩個(gè)放大器使用串聯(lián)級(jí)聯(lián)的方法。這樣的設(shè)計(jì)不僅電路簡(jiǎn)單，還能對(duì)直流小電流進(jìn)行連續(xù)的采集，通過(guò)時(shí)間間隔將功耗計(jì)算出來(lái)。
1.2 濾波電路
濾波電路能夠?qū)⑤敵鲭妷旱奈牟ㄟ^(guò)濾，通常是電抗原件組成，從而成為濾波電路。電流經(jīng)過(guò)電感變化過(guò)程中，其變化將會(huì)被電感線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻止，若是電流增大，就會(huì)產(chǎn)生相反的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，有效阻止電流的繼續(xù)增加；若是電流減小，也會(huì)有與電流相同方向的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)出現(xiàn)，阻止電流的繼續(xù)變小。在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，微弱電流的檢測(cè)將會(huì)受到外部環(huán)境的電磁以及自身的噪聲的干擾，還有工頻以及高頻諧波的干擾。若是將信號(hào)送入A-D轉(zhuǎn)換的過(guò)程中有高頻的干擾成分，將會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)換時(shí)出現(xiàn)不可忽視的誤差，這就是通常所說(shuō)的混淆效應(yīng)。若是想將此種效應(yīng)消除，就需要在將信號(hào)輸入到A-D轉(zhuǎn)換之前將低通濾波安裝。本次共有兩種濾波的安裝，一種是在信號(hào)進(jìn)入差分放大電路之前，安裝的無(wú)源濾波，另一種就是A-D轉(zhuǎn)換前，需要安裝巴特沃斯濾波，從而將工頻干擾消除。
1.3 外部?jī)?chǔ)存器
在進(jìn)行測(cè)井儀器的檢測(cè)過(guò)程中，由于電流檢測(cè)系統(tǒng)屬于長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用，將會(huì)有大量的數(shù)據(jù)產(chǎn)生，若是沒有響應(yīng)的儲(chǔ)存設(shè)施，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)不足的情況出現(xiàn)。因此需要在測(cè)井儀器外部設(shè)置Flash存儲(chǔ)器，可以選擇2.7V的雙接口存儲(chǔ)器，通過(guò)3線的川航節(jié)后或者是8位接口訪問，進(jìn)行周期編程的自定時(shí)設(shè)計(jì)。
1.4 液晶顯示器
在檢測(cè)結(jié)果出來(lái)之后，為了工作人員能夠更好地進(jìn)行結(jié)果的觀測(cè)，就需要有中文液晶顯示屏，以此進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示。從而進(jìn)行電參數(shù)的顯示。此種顯示屏可以每行16個(gè)中文、32個(gè)字母數(shù)字共4行的進(jìn)行顯示，還能將繪圖與文字這種混合類畫面共同顯示。按鍵也應(yīng)該選擇獨(dú)立按鍵，利用按鈕對(duì)不同的顯示內(nèi)容進(jìn)行控制，還能與上位機(jī)之間通信聯(lián)系。
總之，石油的開采過(guò)程中，最為重要的設(shè)施就是測(cè)井儀器，對(duì)于其中的電流檢測(cè)也要加強(qiáng)，本文上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司主要是功耗檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)差分放大電路以及濾波電路對(duì)微安電流進(jìn)行放大，減少系統(tǒng)外部及內(nèi)部的噪聲的方法，從而測(cè)量電流，以此為依據(jù)計(jì)算測(cè)井儀器的功耗。此種設(shè)計(jì)方式能夠?qū)ξ?/span>電流直流電進(jìn)行大動(dòng)態(tài)的檢測(cè)，將此電流檢測(cè)系統(tǒng)安裝在測(cè)井儀器之中，能夠?qū)倪M(jìn)行有效控制，為測(cè)井儀器安裝合適的電池，從而減少石油開采成本的消耗。
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