分布式井温测量装置制造方法
【专利摘要】本实用新型勘探测井温度测量监控【技术领域】，具体涉及一种分布式井温测量装置，包括控制主机和多个井温测量探头，所述多个井温测量探头通过一根单总线与所述控制主机的总线接口连接；所述控制主机包括存储单元、人机接口单元、RS232通讯单元和微控制器单元，所述存储单元、人机接口单元、RS232通讯单元分别与所述微控制器单元相连接。本实用新型具有测量误差小、抗干扰能力强、测井探头设计要求简单、分布式布线方便、性价比高和使用灵活等优点。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于勘探测井温度测量监控【技术领域】，具体涉及一种分布式井温测量 装直。 分布式井温测量装置
【背景技术】
[0002] 目前，在勘探测井过程中，井温测量采用有如下方式：
[0003] (1)在测井探头中封装热敏电阻或者热电偶，然后在地面通过控制主机进行温度 测量，该方法实施相对简单，应用非常广泛；但是该方法受到如下几方面的影响，导致温度 测量偏差较大：由于这种方式实际测量的是随温度变化的电阻量，而测井电缆本身带有电 阻，并且测井电缆的电阻受电缆长度、电缆质量等因素的影响，其电阻不一，直接影响到了 测井温度的准确度；另外，由于温度信号以模拟信号的方式传输到控制主机，模拟信号在传 输过程中极易受到外界环境和施工等设备的强电磁干扰，导致温度测量误差较大。
[0004] (2)另外一种，为了消除第一种方式存在的电缆内阻和外界干扰问题，在测井探头 中集成了模拟温度转换为数字温度信号，然后将该数字温度信号传送给地面控制主机。这 种方法要求测井探头内部集成模数转换电路、数字信号转发电路，这直接导致测井探头体 积过大，在多个测井进行分布式井温测量的时候，其价格尤显昂贵，往往在普通井温测量中 较少使用。
[0005] 现有的井温测量方案要么存在易受布线电缆内阻影响导致测温不准确和易受外 界干扰导致测温误差大问题，要么存在测井探头内部电路复杂、体积庞大、价格昂贵等缺 点，不适合目前勘探测井温度测量监控领域的使用。
【发明内容】
[0006] 本实用新型的目的就是要解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种抗干扰能力 强，井温测量准确，可同时分布式测量多个测井井温，测量布线方便，测井探头设计简单，成 本低的分布式井温测量装置。
[0007] 为实现上述目的，本实用新型所设计的分布式井温测量装置，包括控制主机和多 个井温测量探头，所述多个井温测量探头通过一根单总线与所述控制主机的总线接口连 接；所述控制主机包括存储单元、人机接口单元、RS232通讯单元和微控制器单元，所述存 储单元、人机接口单元、RS232通讯单元分别与所述微控制器单元相连接。
[0008] 进一步地，所述井温测量探头由数字温度传感器与铜管封装构成，所述数字温度 传感器包括集成芯片DS18B20。
[0009] 进一步地，所述单总线由电源、地和信号三根线通过总线连接构成。
[0010] 进一步地，所述井温测量探头总线接口通过4. 7ΚΩ的电阻将单总线的信号线上 拉到+5V的电源，所述单总线的信号线与微控制器单元的输入输出端口连接。
[0011] 再进一步地，所述微控制器单元包括ARM7处理器集成芯片。
[0012] 更进一步地，所述人机接口单元由键盘输入装置和液晶显示装置组成，所述键盘 输入装置和液晶显示装置分别与所述微控制器单元连接。
[0013] 本实用新型与现有技术相比，具有测量误差小、抗干扰能力强、测井探头设计要求 简单、分布式布线方便、性价比高和使用灵活等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1为本实用新型一种分布式井温测量装置布线原理示意图；
[0015] 图2为本实用新型原理框图；
[0016] 图3为本实用新型的井温测量探头接线示意图；
[0017] 图4为本实用新型的微控制器单元工作任务流程示意框图；
[0018] 图5为本实用新型的温度测量流程示意图。
[0019] 图中，井温测量探头101，单总线102,控制主机103,微控制器单元301，总线接口 302,人机接口单元303,存储单元304, RS232通讯单元305,温度采集任务401，温度显示任 务402,温度存储任务403,键盘扫描任务404, RS232通讯任务405,温度测量开始501，复位 单总线502,初始化计数器503,搜索井温测量探头504,保存序列号505,搜索下一个井温测 量探头506,保存唯一序列号507,读取温度值508,温度测量结束509。
【具体实施方式】
[0020] 以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：
[0021] 图1-3中所示的分布式井温测量装置，包括控制主机103和多个井温测量探头 101，多个井温测量探头101通过一根单总线102与控制主机103的总线接口 302连接；控制 主机103包括存储单元304、人机接口单元303、RS232通讯单元305和微控制器单元301， 存储单元304、人机接口单元303、RS232通讯单元305分别与微控制器单元301相连接。
[0022] 井温测量探头101由数字温度传感器与铜管封装构成，数字温度传感器包括集成 芯片DS18B20,井温测量探头总线接口 302通过4. 7ΚΩ的电阻将单总线102的信号线上拉 到+5V的电源，单总线102的信号线与微控制器单元301的输入输出端口连接，微控制器单 元301包括ARM7处理器集成芯片。单总线102由电源、地和信号三根线通过总线连接构成。
[0023] 人机接口单元303由键盘输入装置和液晶显示装置组成，键盘输入装置和液晶显 示装置分别与微控制器单元301连接。
[0024] 本实用新型工作过程如下：
[0025] 本实用新型具体实施中，采用四个井温测量探头101进行分布式井温测量，微控 制器单元301采用ARM7内核的NXP公司的LPC2136集成芯片，可对四个测井的井温进行实 施测量。其中单总线102电源电压为直流5V。井温测量抚慰为-55°C到+125°C，测温精度 可达到+0。5°C，满足勘测工程要求。
[0026] 非易失性存储单元304记录存储实时测温数据和存于温度预警门限、产品信息参 数。人机接口单元303由键盘输入装置和液晶显示装置构成，键盘输入装置用于设置参数 功能，液晶显示装置用于实施显示测度测量信息和显示参数信息。
[0027] 微控制器单元301控制程序采用的是多任务操作系统实施。
[0028] 本实用新型工作过程中，由控制主机103控制，实现如下任务：温度传感器搜索和 温度采集任务401、温度显示任务402、温度存储任务403、键盘扫描任务404和RS232通讯 任务405。
[0029] 温度传感器搜索和温度采集任务401，执行流程如图4所示：首先温度测量开始 501 ;再而复位单总线502 ;初始化DS18B20个数计数器CNT=0503,进行第一个DS18B20搜索 504 ;如果没有搜索到第一个DS18B20,则温度测量结束509 ;如果搜索到到第一个DS18B20， 则CNT=1，并保存此DS18B20的唯一序列号505 ;进行下一个DS18B20搜索506,如果搜索 到下一个DS18B20,则CNT++，并保存此DS18B20的唯一序列号507,如此反复，直到所有 DS18B20搜索完毕；根据搜索到的DS18B20序列号读取温度值508 ;所有搜索到序列号的 DS18B20温度读取完成后，则温度测量结束509。
[0030] 本实用新型在实施中，在野外钻孔现场作业，井温测量不受周围环境的影响，具有 抗干扰性特点。
[0031] 本实用新型也可适用于测井温度的长期监控等工程需求。
【权利要求】
1. 一种分布式井温测量装置，其特征在于：包括控制主机（103)和多个井温测量探头 (101 )，所述多个井温测量探头（101)通过一根单总线（102)与所述控制主机（103)的总线 接口（302)连接；所述控制主机（103)包括存储单元（304)、人机接口单元（303)、RS232通 讯单元（305)和微控制器单元（301)，所述存储单元（304)、人机接口单元（303)、RS232通讯 单元（305)分别与所述微控制器单元（301)相连接。
2. 根据权利要求1所述的分布式井温测量装置，其特征在于：所述井温测量探头（101) 由数字温度传感器与铜管封装构成，所述数字温度传感器包括集成芯片DS18B20。
3. 根据权利要求1或2所述的分布式井温测量装置，其特征在于：所述单总线（102)由 电源、地和信号三根线通过总线连接构成。
4. 根据权利要求3所述的分布式井温测量装置，其特征在于：所述井温测量探头总线 接口（302)通过4. 7ΚΩ的电阻将单总线（102)的信号线上拉到+5V的电源，所述单总线 (102)的信号线与微控制器单元（301)的输入输出端口连接。
5. 根据权利要求1所述的分布式井温测量装置，其特征在于：所述微控制器单元（301) 包括ARM7处理器集成芯片。
6. 根据权利要求1所述的分布式井温测量装置，其特征在于：所述人机接口单元（303) 由键盘输入装置和液晶显示装置组成，所述键盘输入装置和液晶显示装置分别与所述微控 制器单元（301)连接。
【文档编号】E21B47/07GK203835379SQ201420082293
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年2月26日 优先权日:2014年2月26日
【发明者】蔡耀军, 李丛华, 魏岩峻, 董亮, 王军怀, 刘红星, 王永平, 练操, 曾锋, 李书, 毛军, 王鹏, 魏甜, 黄波, 魏小坤, 彭军 申请人:长江勘测规划设计研究有限责任公司, 水利部长江勘测技术研究所