潜油电泵井下信号的数字传输系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种潜油电泵井下信号的数字传输系统。包括井下信号发送电路和井上数字接收电路，其特征在于：井下信号发送电路由信号采集电路、MSC51单片机、6N137光电隔离、调制芯片、功率放大电路顺序电连接构成；井上信号接收电路由隔离耦合变压器、浪涌保护电路、带通滤波信号放大电路、解调芯片、光电隔离、AT89C51单片机顺序连接构成；井下信号发送电路和井上信号接收电路采用星点传输通道进行连接。本实用新型专利技术的有益效果是：确立了由电力线载波原理实现井下数据传输系统硬件电路，利用电力线载波通信技术，实现实时监测井下潜油电泵的运行状况和油井多项参数的目的，从而提高了潜油电泵井的运行可靠性及最大操作利用率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
潜油电泵井下信号的数字传输系统
本技术涉及油井井下信号传输系统，特别涉及一种潜油电泵井下信号的数字传输系统。
技术介绍
目前，井下使用的通信有泄漏无线通信、感应通信等。泄露无线通信是利用表面开孔的同轴电缆在井中起到长天线的作用，以获得较好的通信质量，其缺点是系统造价昂贵，需要敷设专用传输线，且信号接收局限在离导线30m以内，传输线安装需要花费一定费用。感应通信是利用电磁感应原理实现通信，通信机的磁性天线十分接近感应线且发射天线尺寸较大，因传输参数不稳定和干扰噪声大，国内使用情况普遍不好。电力线载波通信是以电力线作为信道进行通信的一种特殊的有线通信方式。电力线载波不需要重新敷设线路，与其他通信方式相比可节约大量成本。潜油电泵井由三相动力电缆给井下电动机供电，所以可以考虑借助动力电缆利用电力载波原理实现井下系统和地面系统之间的信号传输，即通过贯穿于油井上下的三相交流动力电缆！将井下测试仪测得的数据传送到地面的二次仪表，从而达到实时测量井下油层各物理参数和潜油电泵机组各参数的目的。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供一个以电力载波线作为数据传输的一种潜油电泵井下信号的数字传输系统。一种潜油电泵井下信号的数字传输系统，包括井下信号发送电路和井上数字接收电路，其特征在于:井下信号发送电路由信号采集电路、MSC51单片机、6N137光电隔离、调制芯片、功率放大电路顺序电连接构成；井上信号接收电路由隔离耦合变压器、浪涌保护电路、带通滤波信号放大电路、解调芯片、光电隔离、AT89C51单片机顺序连接构成；井下信号发送电路和井上信号接收电路采用星点传输通道进行连接。根据权利要求1所述的一种潜油电泵井下信号的数字传输系统，其特征在于:调制芯片的型号为XR2206，解调芯片的型号为XR2211。本技术的有益效果是:确立了由电力线载波原理实现井下数据传输系统硬件电路，利用电力线载波通信技术，实现实时监测井下潜油电泵的运行状况和油井多项参数的目的，从而提高了潜油电泵井的运行可靠性及最大操作利用率。【附图说明】图1:本技术的结构示意图；图2:本技术的星点传输通道示意图；图3:本技术的功率放大电路示意图。【具体实施方式】下面阐述的实施例代表允许本领域技术人员实践本技术的必要信息，并且示出实践本技术的最佳方式。一旦根据附图阅读了以下的描述，本领域技术人员就将理解本技术的构思并且将认识到此处未特别阐明的这些构思的应用。应当理解，这些构思和应用落入本公开和所附权利要求书的范围。如图1-3所述，潜油电泵井下信号的数字传输系统，包括井下信号发送电路和井上数字接收电路，其特征在于:井下信号发送电路由信号采集电路、MSC51单片机、6N137光电隔离、调制芯片、功率放大电路顺序电连接构成；井上信号接收电路由隔离耦合变压器、浪涌保护电路、带通滤波信号放大电路、解调芯片、光电隔离、AT89C51单片机顺序连接构成；井下信号发送电路和井上信号接收电路采用星点传输通道进行连接。根据权利要求1所述的一种潜油电泵井下信号的数字传输系统，其特征在于:调制芯片的型号为XR2206，解调芯片的型号为XR2211。在整个电力线载波通信系统中，调制解调器是核心部分。担负着数据流的控制和数据的调制解调任务，在众多国内外电力线载波芯片中，选择XR公司的XR2206/XR2211做调制解调器来完成传输距离较远，环境温度又高的数据传输任务。XR2206是一种单片集成函数发生器，可以产生多种信号#输出信号可受外加电压控制而实现调幅或调频。其中，内部压控振荡器VDO是一个输出频率与输入电流成正比的可控振荡器，其振荡频率取决于定时电容和电阻，因此可以提供两个离散的输出频率，以便组成CP-2FSK (二进制频移键控)调制器。其主要参数为:振荡频率为0.0lHz-lMHz，频率温度稳定性20X 10_6。。，正弦失真度0.5%, FSK键控电平1.4V(0.8-2.4V)。XR2211是专为数据通信而设计的单片锁相环，可以组成FSK解调器、音频解码器及FM解调器等。其中的VC0、检相器和外部环路滤波器组成基本锁相环路，再与FSK比较器组合，就可以实现2FSK解调功能。其主要参数为:工作频率范围0.01-300KHZ，输入信号动态范围3mV-3V，可跟踪范围±1% -80%，频率温度稳定度20X10_6°C。输出通道主要由XR2206的第2脚STO的模拟信号输出、功率放大器和耦合变压器组成。如图3所示，输入端经XR2206芯片调制好的正弦载波信号，但功率较小，驱动能力较差，结合载波技术功率放大典型电路，选取互补晶体管作为功率驱动，对该信号进行功率放大。功率放大输出经耦合变压器发送到电力线上。耦合电路是电力线载波调制解调电路同电力线的接口电路，是载波信号的输出和输入通路。其中，电感L与电容C构成谐振回路，组成带通滤波，并且与电力线阻抗R形成阻容耦合，对通信信号呈低阻抗，对50HZ信号呈高阻抗，从而滤去电力线上50HZ工频电流信号，防止其进去通信电路。变压器T在电路中构成电磁耦合，一方面耦合载波信号；另一方面，使通信电路与220V/50强电隔离。输入通道主要由耦合变压器、带通滤波器和前级放大电路组成。输入通道电路的主要功能是将载波信号从电力线上提取出来，通过变压器耦合过来的载波信号，必须先经过浪涌保护电路，以防止电力线上的高压脉冲损坏后级电路。浪涌保护电路由一个瞬变抑制二极管TVS经电阻隔离后接两个钳位二极管构成。带通滤波电路不仅要将带外杂波滤除，还要保证前后级之间的阻抗匹配，以达到顺利传递信号的目的，其带宽参数主要根据载波信号频率、调制周波数和数据传输速率确定。信号放大电路的目的是将滤波后的信号不失真地放大75倍以上，以达到本级增益30db以上的要求。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本技术所作的举例，而并非是对本技术的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本技术的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围之中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种潜油电泵井下信号的数字传输系统，包括井下信号发送电路和井上数字接收电路，其特征在于：井下信号发送电路由信号采集电路、MSC51单片机、6N137光电隔离、调制芯片、功率放大电路顺序电连接构成；井上信号接收电路由隔离耦合变压器、浪涌保护电路、带通滤波信号放大电路、解调芯片、光电隔离、AT89C51单片机顺序连接构成；井下信号发送电路和井上信号接收电路采用星点传输通道进行连接。

【技术特征摘要】
1.一种潜油电泵井下信号的数字传输系统，包括井下信号发送电路和井上数字接收电路，其特征在于:井下信号发送电路由信号采集电路、MSC51单片机、6N137光电隔离、调制芯片、功率放大电路顺序电连接构成；井上信号接收电路由隔离耦合变压器、浪涌保护电路、带通滤波信...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐志亚，
申请(专利权)人：北京双福星科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：