用于随钻仪器的电源监控仪器和方法技术

本发明专利技术实施例公开的一种用于随钻仪器的电源监控仪器，涉及电源监控技术，能够解决随钻仪器在上、下电过程中的保险丝熔断的问题。该监控仪器电池输出电压经过电源模块后连接到控制器，为控制器提供工作电压；电池输出电压经过分压电路后连接到控制器的采集端，为控制器提供输入信号；电池输出经开关电路后连接到稳压电路，所述电源模块用于DC‑DC电压转换，主要用于随钻仪器的电源监控。

Power monitoring instruments and methods used for drilled instruments

The power monitoring instrument used for drilling while drilling instrument is disclosed in the embodiment of the invention, which relates to the power supply monitoring technology, and can solve the problem of fuse fuse in the process of up and down power while drilling. The monitoring instrument, the output voltage of the battery through the power module is connected to the controller provides working voltage controller; the output voltage of the battery through the divider circuit connected to the controller after the collection end, provides the input signal to the controller; the battery output through the switch circuit is connected to a voltage stabilizing circuit, the power supply module for DC DC voltage conversion mainly used for drilling with power monitoring instrument.

【技术实现步骤摘要】
用于随钻仪器的电源监控仪器和方法
本专利技术涉及电源监控技术在随钻仪器中的应用，尤其涉及一种用于随钻仪器的电源监控仪器和方法。
技术介绍
随钻仪器供电主体为电池，受其自身结构和工作环境的影响，一般采用打捞头连接方式，该连接方式简单、方便，但在实际下井试验时，仪器连接过程中多次出现电池保险丝熔断的现象，在对电源板满载、电源板实际负荷等进行多项测试后，发现仪器上、下电时均存在较大尖峰电流，虽然持续时间很短，但在打捞头连接过程中，存在多次上、下电的可能，短时间内会连续出现瞬时过流。这种短时间内的连续瞬时过流导致保险丝熔断。该问题在具有其特殊负载特性(上电启动时功耗较大，正常工作后功耗减小)的仪器中表现尤为明显，而具有此类特殊负载特性的随钻仪器普遍存在。目前市面上的随钻仪器，大多采用打捞头连接，若要改变仪器的连接方式，必然会造成资源浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术不足，提供了一种用于随钻仪器的电源监控仪器和方法，能够解决随钻仪器在上、下电过程中的保险丝熔断的问题。本专利技术的技术解决方案：一方面，一种用于随钻仪器的电源监控仪器，所述电源监控仪器包括电池、电源模块、分压电路、控制单元、保护电路及二次电源，所述控制单元包括控制器和开关电路；所述电池同时与所述开关电路、所述电源模块和所述分压电路连接，所述电池输出电压经过所述电源模块后连接到所述控制器，为所述控制器提供工作电压；所述电池输出电压经过所述分压电路后连接到所述控制器的采集端，为所述控制器提供输入信号；所述电池输出经所述开关电路后连接到所述保护电路，所述电源模块用于DC-DC电压转换，所述保护电路与所述二次电源的一端连接，所述二次电源的另一端连接负载。可选的，控制器型号为C8051F120单片机，开关电路由型号分别为BF259和MJ15025的晶体管串联组成。另一方面、一种用于随钻仪器的电源监控方法，该方法基于上述电源监控仪器实现，该方法包括：开关电路默认处于断开状态，打捞头连接过程中只有控制器及分压电路处于工作状态，在控制器判断电源输出稳定后，向开关电路输出控制信号，使开关电路接通；电池输出经由开关电路和保护电路后触发二次电源进行DC-DC转换，输出负载所需电压；打捞头拆卸过程中，控制器监测到电源输出不稳定，则向开关电路输出控制信号，使开关电路断开。可选的，所述控制器判断电源输出稳定为：控制器内的计时器开始计时，控制器监测分压电路提供的电压信号，若该电压信号不小于预设值，则计时器累加，如果该电压信号小于预设值，则计时器清零，重新开始计时，若计时器值超过指定检测时间，则控制器判断电源输出稳定。本专利技术实施例提供的一种用于随钻仪器的电源监控仪器，电池经过分压电路分压后直接与控制单元相连，后接稳压单元，为二次电源提供稳定的输入；对控制器采用软件编程的方式设定电源监控参数，可以设定监控电压范围，监控时间等参数。解决了随钻仪器在上、下电过程中的保险丝熔断的问题，提高了随钻仪器的安全性。针对不同的仪器可以通过简单的编程设定不同的参数，即可满足不同仪器电源监控的需求，提高了系统的灵活性、稳定性，不需要改变现有随钻仪器的连接方式，节约了资源。附图说明所包括的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本专利技术的实施例，并与文字描述一起来阐释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种用于随钻仪器的电源监控仪器电路原理示意图；图2为本专利技术实施例中用于随钻仪器的电源监控仪器电路示意图；图3为图1所示电源监控仪器工作流程示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的具体实施例进行详细说明。在下面的描述中，出于解释而非限制性的目的，阐述了具体细节，以帮助全面地理解本专利技术。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，也可以在脱离了这些具体细节的其它实施例中实践本专利技术。在此需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本专利技术，在附图中仅仅示出了与根据本专利技术的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本专利技术关系不大的其他细节。随钻仪器供电系统复杂，且负载功耗大，电源系统是否稳定直接影响到随钻仪器能否正常、稳定工作，如何保障仪器电源稳定工作是关键，电源监控技术在随钻仪器中起着至关重要的作用。基于上述需求，本专利技术实施例提供一种用于随钻仪器的电源监控仪器，其原理参见图1，电源监控仪器包括电池、电源模块、分压电路、控制单元、保护电路及二次电源，控制单元包括控制器、反相器和开关电路；电池同时与开关电路、电源模块和分压电路连接，电池输出电压经过电源模块后连接到控制器，为控制器提供工作电压；电池输出电压经过分压电路后连接到控制器的采集端，为控制器提供输入信号；电池输出经开关电路后连接到保护电路，电源模块用于DC-DC电压转换，保护电路与所述二次电源的一端连接，二次电源的另一端连接负载；可选的，控制单元主要包括控制器、反相器及两个晶体管组成的开关电路，其中控制器型号为C8051F120单片机，反相器型号为74HCT04D，晶体管型号分别为BF259和MJ15025。保护电路包含电阻、稳压管及整流二极管，其中稳压管型号为1N5340B，整流二极管型号为1N4007；开关电路默认处于断开状态，打捞头连接过程中只有控制器及分压电路处于工作状态，在控制器判断电源输出稳定后，向开关电路输出控制信号，使开关电路接通，电池输出经由开关电路和保护电路后触发二次电源进行DC-DC转换，输出负载所需电压；打捞头拆卸过程中，控制器监测到电源输出不稳定，则向开关电路输出控制信号，使开关电路断开。本专利技术实施例提供的一种用于随钻仪器的电源监控仪器，电池经过分压电路分压后直接与控制单元相连，后接稳压单元，为二次电源提供稳定的输入；对控制器采用软件编程的方式设定电源监控参数，可以设定监控电压范围，监控时间等参数。解决了随钻仪器在上、下电过程中的保险丝熔断的问题，提高了随钻仪器的安全性。针对不同的仪器可以通过简单的编程设定不同的参数，即可满足不同仪器电源监控的需求，提高了系统的灵活性、稳定性，不需要改变现有随钻仪器的连接方式，节约了资源。需要强调的是，本专利技术实施例采用控制器的方式实现了延时开关的作用。之前的随钻仪器没有采用延时开关，整个系统同时上、下电，由于负载功耗大，上、下电会产生尖峰电流，在系统连接可靠的情况下，该尖峰电流对系统影响较小，但是对于采用打捞头连接方式上、下电的随钻仪器，在连接过程中会产生连续的尖峰电流，这种连续的瞬时过流会导致电池保险丝熔断。采用延时开关后可以在保证系统连接可靠之后，再给负载供电。以控制器的方式实现延时开关，可以提高系统的灵活性、扩展性。基于上述电源检测仪器，本专利技术实施例提供一种用于随钻仪器的电源监控方法，该方法包括：步骤1，开关电路默认处于断开状态，打捞头连接过程中只有控制器及分压电路处于工作状态，在控制器判断电源输出稳定后，向开关电路输出控制信号，使开关电路接通；具体的，所述控制器判断电源输出稳定为：控制器内的计时器开始计时，控制器监测分压电路提供的电压信号，若该电压信号不小于预设值，则计时器累加，如果该电压信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于随钻仪器的电源监控仪器，其特征在于，所述电源监控仪器包括电池、电源模块、分压电路、控制单元、保护电路及二次电源，所述控制单元包括控制器和开关电路；所述电池同时与所述开关电路、所述电源模块和所述分压电路连接，所述电池输出电压经过所述电源模块后连接到所述控制器，为所述控制器提供工作电压；所述电池输出电压经过所述分压电路后连接到所述控制器的采集端，为所述控制器提供输入信号；所述电池输出经所述开关电路后连接到所述稳压电路，所述电源模块用于DC‑DC电压转换，所述稳压电路与所述二次电源的一端连接，所述二次电源的另一端连接负载。

【技术特征摘要】
1.一种用于随钻仪器的电源监控仪器，其特征在于，所述电源监控仪器包括电池、电源模块、分压电路、控制单元、保护电路及二次电源，所述控制单元包括控制器和开关电路；所述电池同时与所述开关电路、所述电源模块和所述分压电路连接，所述电池输出电压经过所述电源模块后连接到所述控制器，为所述控制器提供工作电压；所述电池输出电压经过所述分压电路后连接到所述控制器的采集端，为所述控制器提供输入信号；所述电池输出经所述开关电路后连接到所述稳压电路，所述电源模块用于DC-DC电压转换，所述稳压电路与所述二次电源的一端连接，所述二次电源的另一端连接负载。2.根据权利要求1所述的电源监控仪器，其特征在于，控制器型号为C8051F120单片机，开关电路由型号分别为BF259和MJ15025的晶体管串联组成。3.一种用...

【专利技术属性】
技术研发人员：张弘强，许杰，王晋麟，谢涛，吕伟，赵少伟，张晓丽，朱雷，刘宝生，王晓鹏，孙连坡，郭秋芬，
申请(专利权)人：航天科工惯性技术有限公司，中国海洋石油总公司，中海石油中国有限公司天津分公司，
类型：发明
国别省市：北京,11