一种多方位振动识别式容错型传感器制造技术

本发明专利技术提供一种多方位振动识别式容错型传感器，包括外壳、滑块、限位体和多个侧边块；滑块上部与外壳顶部通过第一弹性件连接，滑块侧面设有多个间隔设置的第一纳米材料摩擦层，第一纳米材料摩擦层倾斜设置；限位体固定设置于滑块的下方；每一侧边块与限位体之间通过第二弹性件连接，每一侧边块上端设有倾斜设置的第一金属电极，每一第一金属电极与一第一纳米材料摩擦层贴合设置，每一侧边块的外侧壁设有第二纳米材料摩擦层，外壳内壁与每一纳米材料摩擦层相对的位置设有第二金属电极。本发明专利技术的有益效果：对轴向振动和横向振动的频率同时进行测量，限位体、侧边块和第二弹性件的配合将轴向振动和横向振动隔离，降低整体测量误差。降低整体测量误差。降低整体测量误差。

【技术实现步骤摘要】
一种多方位振动识别式容错型传感器


[0001]本专利技术涉及振动传感器设备
，尤其涉及一种多方位振动识别式容错型传感器。

技术介绍

[0002]振动传感器常常应用于钻探过程中钻具的振动参数测量，但是目前的振动传感器的应用环境大多为环境友好型，而在钻探过程中，由于未知地层的影响经常会发生间歇但剧烈的振动，当振动激励过大时很容易导致振动传感器的损伤，再加上持续性的工作，振动传感器的可靠性会不断下降，当振动传感器内部局部失效后，振动传感器测量所得数据的准确性降低，使振动传感器的可靠性难以保证。
[0003]并且振动传感器对于参数的测量往往不局限于单一参数，如钻具在与不同地质岩石撞击发生多方位振动，其中包括轴向振动与横向振动，振动传感器可以实现轴向运动与横向运动振动参数的同步测量，在这种情况一般需要增加冗余机构实现整体性能的提升，但是目前的冗余机构仅仅针对轴向运动和横向运动振动参数其中一种设计，这样会对另一种运动的振动参数造成影响，导致振动传感器产生测量误差，无法真实地反映井下钻具的具体振动情况。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，为了解决井下复杂工况下振动传感器增加冗余机构会导致误差的问题，本专利技术的实施例提供了一种多方位振动识别式容错型传感器。
[0005]本专利技术的实施例提供一种多方位振动识别式容错型传感器，包括外壳、以及设置于所述外壳内的滑块、限位体和多个侧边块；
[0006]所述滑块上部与所述外壳顶部通过第一弹性件连接，所述滑块侧面环绕周向设有多个间隔设置的第一纳米材料摩擦层，所述第一纳米材料摩擦层倾斜设置；
[0007]所述限位体固定设置于所述滑块的下方；
[0008]各所述侧边块环绕所述限位体间隔设置，每一所述侧边块与所述限位体之间通过第二弹性件连接，每一所述侧边块上端设有倾斜设置的第一金属电极，每一所述第一金属电极与一所述第一纳米材料摩擦层上下贴合设置，每一所述侧边块的外侧壁设有第二纳米材料摩擦层，所述外壳内壁与每一纳米材料摩擦层相对的位置设有第二金属电极；
[0009]在所述外壳产生振动时，所述第一金属电极与所述第一纳米材料摩擦层摩擦产生的电信号的频率反映轴向振动频率，所述第二金属电极与所述第二纳米材料摩擦层摩擦产生的电信号的频率反映横向振动频率。
[0010]进一步地，所述滑块为上部直径大、下部直径小的圆台形，各所述第一纳米材料摩擦层环绕所述滑块侧面均匀间隔设置。
[0011]进一步地，所述外壳为圆柱形，所述滑块与所述外壳同轴设置。
[0012]进一步地，所述限位体为圆柱形，所述侧边块为弧形块，各所述侧边块均匀分布于
一圆周上，各所述侧边块与所述限位体同轴设置。
[0013]进一步地，所述第二弹性件为横向弹簧，所述横向弹簧设置于所述限位体的径向方向，所述横向弹簧一端连接所述限位体、另一端连接一所述侧边块。
[0014]进一步地，所述横向弹簧位于所述侧边块的中分线上。
[0015]进一步地，所述第一弹性件包括多个竖向弹簧，每一所述竖向弹簧上端连接所述外壳顶部、下端连接所述滑块上表面。
[0016]进一步地，还包括电荷检测仪，所述电荷检测仪分别连接各所述第一金属电极和各所述第二金属电极。
[0017]进一步地，所述侧边块的数量至少为六个。
[0018]进一步地，所述第一纳米材料摩擦层和所述第一纳米材料摩擦层均为Kapton摩擦材料，所述第一金属电极和所述第二金属电极均为铜电极。
[0019]本专利技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0020]1、本专利技术的一种多方位振动识别式容错型传感器，可用于钻进过程中对轴向振动与横向振动频率进行测量，在轴向振动时第一金属电极与第一纳米材料摩擦层接触并摩擦产生的电信号反映轴向振动频率，在横向振动时第二金属电极与第二纳米材料摩擦层接触并摩擦产生的电信号的频率反映横向振动频率，可以同时实现轴向振动与横向振动频率的测量。
[0021]2、本专利技术的一种多方位振动识别式容错型传感器，通过设置多个第一金属电极与多个第一纳米材料摩擦层测量轴向振动频率，设置多个第二金属电极与第二纳米材料摩擦层测量横向振动频率，通过限位体、侧边块和第二弹性件的配合，将轴向振动和横向振动隔离，降低整体测量误差；并且在钻具与地质岩石撞击等复杂工况下，部分侧边块上端和侧面无法进行摩擦产生电信号，其他侧边块上端或侧面必然会进行摩擦产生电信号，使该传感器具有容错能力，在不完全失效情况下仍符合井下参数测量的精度要求，大大增强了传感器的工作稳定性。
[0022]3、本专利技术的一种多方位振动识别式容错型传感器，各所述侧边块分别在不同的方位，通过对每一侧边块侧边摩擦产生的电信号进行检测，可以确定具体发生摩擦的一个或多个侧边块，从而可以确定横向振动的方位，通过分析所有侧边块输出电信号的情况来判断横向振动的方位，能够更加精确地反映出井下钻具振动的具体情况。
附图说明
[0023]图1是本专利技术一种多方位振动识别式容错型传感器的主视图；
[0024]图2是本专利技术一种多方位振动识别式容错型传感器的内部结构图；
[0025]图3是图1中的A
‑
A剖面示意图；
[0026]图4是图1中的B
‑
B剖面示意图；
[0027]图5是滑块的示意图；
[0028]图6是侧边块的示意图；
[0029]图7是本专利技术一种多方位振动识别式容错型传感器测量轴向振动频率的原理图；
[0030]图8是本专利技术一种多方位振动识别式容错型传感器测量横向振动频率的原理图。
[0031]图中：1、外壳；2、滑块；3、限位体；4、侧边块；5、竖向弹簧；6、第一纳米材料摩擦层；
7、第一金属电极；8、第二纳米材料摩擦层；9、第二金属电极；10、横向弹簧。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地描述。下面介绍的是本专利技术的多个可能实施例中的较优的一个，旨在提供对本专利技术的基本了解，但并不旨在确认本专利技术的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。
[0033]在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
[0034]对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
[0035]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
[0036]进一步需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多方位振动识别式容错型传感器，其特征在于，包括外壳、以及设置于所述外壳内的滑块、限位体和多个侧边块；所述滑块上部与所述外壳顶部通过第一弹性件连接，所述滑块侧面环绕周向设有多个间隔设置的第一纳米材料摩擦层，所述第一纳米材料摩擦层倾斜设置；所述限位体固定设置于所述滑块的下方；各所述侧边块环绕所述限位体间隔设置，每一所述侧边块与所述限位体之间通过第二弹性件连接，每一所述侧边块上端设有倾斜设置的第一金属电极，每一所述第一金属电极与一所述第一纳米材料摩擦层上下贴合设置，每一所述侧边块的外侧壁设有第二纳米材料摩擦层，所述外壳内壁与每一纳米材料摩擦层相对的位置设有第二金属电极；在所述外壳产生振动时，所述第一金属电极与所述第一纳米材料摩擦层摩擦产生的电信号的频率反映轴向振动频率，所述第二金属电极与所述第二纳米材料摩擦层摩擦产生的电信号的频率反映横向振动频率。2.如权利要求1所述的一种多方位振动识别式容错型传感器，其特征在于：所述滑块为上部直径大、下部直径小的圆台形，各所述第一纳米材料摩擦层环绕所述滑块侧面均匀间隔设置。3.如权利要求2所述的一种多方位振动识别式容错型传感器，其特征在于：所述外壳为圆柱形，所述滑块与所述外壳同轴设置。4.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴川，刘金润，潘光智，廖宇豪，郑普清，
申请(专利权)人：重庆地大工业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：