一种井下压力传感器制造技术

本实用新型专利技术的井下压力传感器，包括传感器模块、信号采集调理模块、MCU控制模块、V/I电流环转换模块和数字通讯编码模块，所述信号采集调理模块、MCU控制模块、V/I电流环转换模块以及数字通讯编码模块逐个通信连接，所述传感器模块分别与信号采集调理模块、MCU控制模块通信连接。有益效果：实现了对井下信号的介质的直读式测量，该装置利用已有集成IC芯片，采用模块化设计思路，电路结构设计简单可靠，产品易于批量生产。

A downhole pressure sensor

The downhole pressure sensor of the utility model comprises a sensor module, a signal acquisition and conditioning module, a MCU control module, a V/I current loop conversion module and a digital communication coding module. The signal acquisition and conditioning module, a MCU control module, a V/I current loop conversion module and a digital communication coding module are connected one by one. The sensor modules are respectively connected with the signal acquisition and conditioning module and the MCU control module. Beneficial effect: It realizes the direct-reading measurement of the medium of the downhole signal. The device makes use of the existing integrated IC chip and adopts modular design idea. The circuit structure is simple and reliable, and the product is easy to mass-produce.

【技术实现步骤摘要】
一种井下压力传感器
本专利技术属于传感器领域，尤其涉及一种井下压力传感器。
技术介绍
井下压力传感器可广泛用于测量和记录气田地层中的油、水、气等介质的压力及温度值电子设备，也是一种高精确度、高实时性、高分辨率“三高”特征的井场压力及温度测试装置。现有的井下压力传感器应用范围较窄，实用性不高。从读取信号的方式看，井下压力计又可分为存储式和直读式两种。直读式是将压力计随同测井工具一并投入被测井中，从井口下入信号电缆进行对接，将压力、温度等信号通过电缆传送到地面的数据采集系统，并对采集数据进行分析。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种井下压力传感器，具体由以下技术方案实现：所述井下压力传感器，包括传感器模块、信号采集调理模块、MCU控制模块、V/I电流环转换模块和数字通讯编码模块，所述信号采集调理模块、MCU控制模块、V/I电流环转换模块以及数字通讯编码模块逐个通信连接，所述传感器模块分别与信号采集调理模块、MCU控制模块通信连接。所述井下压力传感器的进一步设计在于，所述传感器模块包含压力传感器、温度传感器和三轴加速度传感器，温度传感器采用Pt1000铂电阻，Pt1000铂电阻的一端接地另一端与信号采集调理模块电连接；三轴加速度传感器采用ADXL345，并与MCU控制模块电连接；压力传感器采用60MPa芯体与信号采集调理模块电连接。所述井下压力传感器的进一步设计在于，所述信号采集调理模块采用ZMD31050芯片。所述井下压力传感器的进一步设计在于，所述MCU模块STC12C5A60S2芯片，采用LQFP44封装形式。所述井下压力传感器的进一步设计在于，所述V/I电流环转换模块包括转换芯片、分压电阻、第一三极管、第二三极管以及电流环发送器，电流环发送器的输入端通过所述分压电阻与第一三极管的集电极电连接，电流环发送器的输出端与转换芯片以及第二三极管的基极电连接，所述第二三极管的发射极与转换芯片电连接。所述井下压力传感器的进一步设计在于，所述数字通讯编码模块的数字通讯选用TTL串口通讯方式，采用曼彻斯特编码方式。本专利技术的优点本技术提供一种井下压力传感器，实现了对井下信号的介质的直读式测量，该装置利用已有集成IC芯片，采用模块化设计思路，电路结构设计简单可靠，产品易于批量生产。附图说明图1是本专利技术的一种井下压力传感器的组成框图。图2是本专利技术的井下压力传感器的电路原理框图示意图。图3是本专利技术的井下压力传感器的传感器（压力、温度）电路。图4是本专利技术的井下压力传感器的V/I电流环转换电路。图5是本专利技术的井下压力传感器的MCU控制电路。具体实施方式下面结合附图对本专利技术方案进行详细说明。如图1、图2，本实施例的井下压力传感器，主要由传感器模块、信号采集调理模块、MCU控制模块、V/I电流环转换模块以及数字通讯编码模块组成。信号采集调理模块、MCU控制模块、V/I电流环转换模块以及数字通讯编码模块逐个通信连接。传感器模块分别与信号采集调理模块、MCU控制模块通信连接。如图3，传感器模块包含压力传感器、温度传感器以及三轴加速度传感器。温度传感器提供介质环境温度参数，同时也提供温度点的压力传感器线性修正和温度补偿，三轴加速度传感器主要用于测量传感器在井下的动态倾角和振动量。本实施例中，压力传感器选用南京高华的60MPa芯体，与信号采集调理模块电连接。温度传感器选用Pt1000铂电阻，Pt1000铂电阻的一端接地另一端与信号采集调理模块电连接。三轴加速度传感器选用AD公司的ADXL345。图3中最左侧的电路为压力传感器电桥。进一步的，信号调理模块是主要采集温度数据和压力数据，采集不同温度点的压力输出值，对压力传感器进行线性修正和温度补偿功能。本实施例中，信号调理模块选用ZMD31050调理芯片，如图3最右侧电路，该芯片集成了温度信号的采集，压力信号的线性修正和温漂补偿。MCU模块作用于温度传感器、压力传感器以及三轴加速度传感器，将模拟信号进行数字化处理，并控制串口通讯，实现对输出量信息的传送。本实施例中，MCU选用STC12C5A60S2芯片，采用LQFP44封装形式，体积小，便于使用，参见图5。STC12C5A60S2芯片的外围电路为晶振电路、复位电路以及调试编程口电路。V/I电流环转换模块作用于将串口信号转电流环信号，实现传感器的供电和输出量的远距离传送。本实施例中，V/I转换选用XTR116芯片，外围电路简单，易于使用。数字通讯编码模块作用于特殊编码方式，提高信号的抗干扰能力。本实施例中，数字通讯选用TTL串口通讯方式，通过曼彻斯特编码方式来提高抗干扰能力，特别适合于井下压力传感器的信道传输。本实施例的井下压力传感器实现了对井下信号的介质的直读式测量，该方法利用已有集成IC芯片，采用模块化设计思路，电路结构设计简单可靠，产品易于批量生产。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下压力传感器，其特征在于包括传感器模块、信号采集调理模块、MCU控制模块、V/I电流环转换模块和数字通讯编码模块，所述信号采集调理模块、MCU控制模块、V/I电流环转换模块以及数字通讯编码模块逐个通信连接，所述传感器模块分别与信号采集调理模块、MCU控制模块通信连接，所述传感器模块包含压力传感器、温度传感器和三轴加速度传感器，温度传感器采用Pt1000铂电阻，Pt1000铂电阻的一端接地另一端与信号采集调理模块电连接；三轴加速度传感器采用ADXL345，并与MCU控制模块电连接；压力传感器采用60MPa芯体与信号采集调理模块电连接。

【技术特征摘要】
1.一种井下压力传感器，其特征在于包括传感器模块、信号采集调理模块、MCU控制模块、V/I电流环转换模块和数字通讯编码模块，所述信号采集调理模块、MCU控制模块、V/I电流环转换模块以及数字通讯编码模块逐个通信连接，所述传感器模块分别与信号采集调理模块、MCU控制模块通信连接，所述传感器模块包含压力传感器、温度传感器和三轴加速度传感器，温度传感器采用Pt1000铂电阻，Pt1000铂电阻的一端接地另一端与信号采集调理模块电连接；三轴加速度传感器采用ADXL345，并与MCU控制模块电连接；压力传感器采用60MPa芯体与信号采集调理模块电连接。2.根据权利要求1所述的井下压力传感器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王耀，
申请(专利权)人：南京高华科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32