專利名稱：一種智能內(nèi)置天線低功耗無線張力測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能內(nèi)置天線低功耗無線張力測量系統(tǒng)，同時該裝置在更換傳感器后也適用于需無線數(shù)據(jù)釆集的其他領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前公知的測井電纜張力無線測量系統(tǒng)由無線主機和無線分機組成，數(shù)據(jù)釆用單向傳輸方式。主機負責(zé)接收分機發(fā)送的張力數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換成模擬量后傳送
給絞車面板以顯示張力數(shù)據(jù)，分機負責(zé)釆集張力數(shù)據(jù)并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量通過無線方式發(fā)送給主機。分機開關(guān)機需人工操作。
該系統(tǒng)存在以下缺點1、分機天線外置在使用和運輸過程中受到碰撞極易損壞；2由于分機僅有運行和停止兩種工作模式，且采用固定的采集和發(fā)送周期故功耗大， 一般情況下分機采用8.4AH鉛酸電池組連續(xù)工作時間僅100小時，按每井次工作時間4小時計算使用25井次就需要充電一次；3、分機的開啟和關(guān)閉需人工操作不僅使用繁瑣，施工時如忘記開機將影響測井施工，使用完畢忘記關(guān)閉電源還會使電源耗盡。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有的無線張力系統(tǒng)的不足，本發(fā)明提供一種智能內(nèi)置天線低功耗無線張力測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有以下特點1、分機天線內(nèi)置，最大限度的保護了天線不受外力傷害，機械結(jié)構(gòu)更可靠；2、系統(tǒng)采用雙向數(shù)據(jù)傳輸；3、系統(tǒng)具有智能動態(tài)運行、待機和關(guān)機三種工作狀態(tài)，且不需人工干預(yù)，系統(tǒng)功耗極低且操作簡單，2AH鋰電池可連續(xù)工作6000小時，關(guān)機狀態(tài)不耗電。 本發(fā)明專利解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種智能內(nèi)置天線低功耗無線張力測量系統(tǒng)，由主機和測量分機組成，測量 分機由張力傳感器、主控板、無線收發(fā)模塊、 一次性鋰電池、與張力傳感器軸向 平行安裝的水銀工作狀態(tài)檢測開關(guān)、金屬外殼和內(nèi)藏天線組件的高強度尼龍非金 屬端蓋組成，主控板由電源電路、單片機、A/D轉(zhuǎn)換電路、傳感器調(diào)理電路、電 量檢測電路和接口電路組成，張力傳感器通過單點絲扣連接安裝于分機殼體的圓 柱形空腔內(nèi)，分機天線、分機無線模塊和分機主控板依次固定于分機尼龍端蓋的 凹槽內(nèi)，分機殼體與分機尼龍端蓋形成的封閉腔體內(nèi)安裝有水銀開關(guān)和一次性鋰 電池，與張力傳感器軸向平行；主機由主控板、顯示板、雙向無線收發(fā)模塊、天 線和殼體組成；主控板由電源電路、單片機、D/A轉(zhuǎn)換電路、接口電路和張力輸 出驅(qū)動電路組成；顯示板由4只發(fā)光二級管組成，分別用于電源、數(shù)據(jù)和分機電 池組電量顯示。 ，
測量分機的一次性鋰電池正極與水銀開關(guān)一端連接，負極與公共地連接，水 銀開關(guān)另 一端與分機主控板電源輸入插座JP2連接；張力傳感器與分機主控板的 傳感器插座JP3連接;分機無線模塊與分機主控板的無線模塊接口插座JP1連接； 分機天線一 與分機無線模塊的天線端口連接。
主機的主機主控板的張力輸出接口插座JP4與絞車面板的張力輸入接口插 座連接，電源同時從該端口獲得；主機主控板的顯示端口插座JP1與主機顯示板 連接；主機主控板的無線模塊接口插座JP3與主機無線模塊連接；主機天線與主 機無線模塊天線插頭連接。
測量分機停用狀態(tài)為水平放置；測井時測量分機連接于大 和天滑輪之間，測量分機為待機狀態(tài)；每30秒接收一次主機命令；測井施工開始打開紋車面板,主機給測量分機持續(xù)輸出30秒鐘運行命令，分機接收命令后進入運行狀態(tài)；測井施工中暫停施工，關(guān)閉絞車面板切斷主機供電，15秒鐘后測量分機進入待機狀態(tài)；施工完畢，取下分機，置于水平狀態(tài)，分機進入關(guān)機狀態(tài)。
串聯(lián)于電源回路的水銀開關(guān)在水平±15°為斷開，其余均導(dǎo)通。
內(nèi)藏天線組件的非金屬^L端蓋是非金屬材料制成。
本發(fā)明專利的有益效果是1、分機天線內(nèi)置于非金屬端蓋內(nèi)不受外力傷害2、分機開關(guān)機采用具有重力導(dǎo)通特性水銀開關(guān)自動控制避免了人工操作失誤的可能性3、雙向無線傳輸具有待機和運行兩種工況有效的節(jié)省了電能4、發(fā)送周期動態(tài)調(diào)整機制的引入既節(jié)省了電能有提高了系統(tǒng)的反應(yīng)速度。


附圖l為分機裝配位置剖視圖。附圖2為分機電氣組件連接示意圖。附圖3為主機電氣組件連接示意圖。附圖4為主機主控板電路原理圖。附圖5為分機主控板電路原理圖。
圖中l(wèi).張力傳感器，2.分機殼體，3分機尼龍端蓋，4.分機無線模塊，5.分機主控板，6.分機天線，7.水銀開關(guān)，8.—次性鋰電池，9.絞車面板，10.主機主控板，ll.主機顯示板，12.主機無線模塊，13.主機天線。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。
一種智能內(nèi)置天線低功耗無線張力測量系統(tǒng)，由主機和測量分機組成，測量分機由張力傳感器l、主機主控板IO、主機無線模塊12、 一次性鋰電池8、與張力傳感器軸向平行安裝的水銀開關(guān)7、金屬外殼和內(nèi)藏天線組件的高強度尼龍非金屬端蓋組成，主控板由電源電路、單片機、A/D轉(zhuǎn)換電路、傳感器調(diào)理電路、電量檢測電路和接口電路組成，張力傳感器通過單點絲扣連接安裝于分機殼體的圓柱形空腔內(nèi)，分機天線6、分機無線模塊4和分機主控板5依次固定于分機尼龍端蓋的凹槽內(nèi)，分機殼體2與分機尼龍端蓋形成的封閉腔體內(nèi)安裝有水銀開關(guān)7和一次性鋰電池8，與張力傳感器軸向平行；主機由主控板、顯示板、雙向無線收發(fā)模塊、天線和殼體組成；主控板由電源電路、單片機、D/A轉(zhuǎn)換電路、接口電路和張力輸出驅(qū)動電路組成；顯示板由4只發(fā)光二級管組成，分別用于電源、
數(shù)據(jù)和分機電池組電量顯示。
測量分機的一次性鋰電池8正極與水銀開關(guān)7—端連接，負極與公共地連接，水銀開關(guān)7另 一端與分機主控板5電源輸入插座JP2連接；張力傳感器1與分機主控板5的傳感器插座JP3連接；分機無線模塊4與分機主控板5的無線模塊接口插座JP1連接；分機天線6與分機無線模塊4的天線端口連接。
主機的主機主控板10的張力輸出接口插座JP4與絞車面板9的張力輸入接口插座連接，電源同時從該端口獲得；主機主控板10的顯示端口插座JP1與主機顯示板11連接；主機主控板10的無線模塊接口插座JP3與主機無線模塊12連接；主機天線13與主機無線模塊12天線插頭連接。
測量分機停用狀態(tài)為水平放置；測井時測量分機連接于大鉤和天滑輪之間，測量分機為待機狀態(tài)；每30秒接收一次主機命令；測井施工開始打開絞車面板，主機給測量分機持續(xù)輸出30秒鐘運行命令，分機接收命令后進入運行狀態(tài)；測井施工中暫停施工，關(guān)閉絞車面板切斷主機供電，15秒鐘后測量分機進入待機
7狀態(tài)；施工完畢，取下分機，置于水平狀態(tài)，分機進入關(guān)機狀態(tài)。
串聯(lián)于電源回路的水銀開關(guān)7在水平±15°為斷開，其余均導(dǎo)通。 內(nèi)藏天線組件的非金屬分機端蓋是非金屬材料制成。
在圖1中，張力傳感器1通過單點絲扣連接安裝于分機殼體2的圓柱形空腔 內(nèi)；分機天線6、分機無線模塊4和分機主控板5依次固定于分機尼龍端蓋3的 凹槽內(nèi)；分機殼體2與分機尼龍端蓋3形成的封閉腔體內(nèi)安裝有水銀開關(guān)7和一 次性鋰電池8它們都與張力傳感器1軸向平行。
在圖2中， 一次性鋰電池8正極與水銀開關(guān)7 —端連接，負極與公共地連接， 水銀開關(guān)7另 一端與分機主控板5電源輸入插座(JP2)連接；張力傳感器1與分 機主控板5的傳感器插座(JP3)連接；分機無線模塊4與分機主控板5的無線模 塊接口插座JP1連接；分機天線6與分機無線模塊4的天線端口連接。
在圖3中，主機主控板10的張力輸出接口插座JP4與絞車面板9的張力輸 入接口插座連接，電源同時從該端口獲得；主機主控板10的顯示端口插座JP1 與主機顯示板11連接；主機主控板10的無線模塊接口插座JP3與主機無線模塊 12連接；主機天線13與主機無線模塊12天線插頭連接。
系統(tǒng)工作流程由于張力系統(tǒng)分機在停用狀態(tài)時一般都是水平放置，而串聯(lián) 于電源回路的水銀開關(guān)7也是水平的狀態(tài)，該開關(guān)水平±15°關(guān)斷，其余均導(dǎo)通， 所以分機處于關(guān)機工作狀態(tài)，分機此時功耗為零；測井時分機連接于大鉤和天滑 輪之間，此時水銀開關(guān)7處于垂直狀態(tài)，水銀開關(guān)7導(dǎo)通分機得電，系統(tǒng)復(fù)位后 進入待機狀態(tài)，進入待機后分機每30秒接收一次主機命令以確認是否改變狀態(tài)， 由于待機狀態(tài)分機低速運行并且除無線收發(fā)模塊4間歇工作，張力傳感器1電路、 信號調(diào)理電路和A/D電路均停止工作，平均功耗僅90uA，功耗極低；測井施工開始打開絞車面板9，主機得電復(fù)位首先輸出50KN自檢信號，2秒后清零，然后主機通過主機無線模塊12持續(xù)輸出30秒鐘分機運行命令，分機接收到運行命令后進入運行狀態(tài)，開始釆集張力和電量數(shù)據(jù)采集周期16次/秒并通過無線模塊4發(fā)送給主機，分機數(shù)據(jù)發(fā)送周期根據(jù)張力變化量動態(tài)調(diào)整發(fā)送周期發(fā)送周期范圍12次/分鐘~ 960次/分鐘，這樣做既提高了系統(tǒng)的反應(yīng)速度又有效的降低了功耗，當(dāng)主機收到有效數(shù)據(jù)后立即給分機發(fā)送一條維持命令以維持分機的運行狀態(tài)，隨后主機將收到的張力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并驅(qū)動輸出到絞車面板9以顯示張力數(shù)據(jù)，
將電量數(shù)據(jù)比較后送主機顯示板11以顯示當(dāng)前電量，測井施工中如暫停施工關(guān)閉絞車面板9，切斷主機供電，15秒鐘后分機就因無主機發(fā)送的維持信號而進入功耗極低的待機狀態(tài)，再次開始施工主機得電，分機30秒后即可工作，施工完畢，取下分機，此時分機處于水平狀態(tài)，即使在特殊情況下分機軸向放置角度大于15° ，水銀開關(guān)7未切斷，分機未關(guān)機也會因接收不到維持命令而進入微功耗待機狀態(tài)，水銀開關(guān)7斷開，分機進入關(guān)機狀態(tài)。
權(quán)利要求
1、一種智能內(nèi)置天線低功耗無線張力測量系統(tǒng)，由主機和測量分機組成，其特征在于測量分機由張力傳感器、主控板、無線收發(fā)模塊、一次性鋰電池、與張力傳感器軸向平行安裝的水銀工作狀態(tài)檢測開關(guān)、金屬外殼和內(nèi)藏天線組件的高強度尼龍非金屬端蓋組成，主控板由電源電路、單片機、A/D轉(zhuǎn)換電路、傳感器調(diào)理電路、電量檢測電路和接口電路組成，張力傳感器通過單點絲扣連接安裝于分機殼體的圓柱形空腔內(nèi)，分機天線、分機無線模塊和分機主控板依次固定于分機尼龍端蓋的凹槽內(nèi)，分機殼體與分機尼龍端蓋形成的封閉腔體內(nèi)安裝有水銀開關(guān)和一次性鋰電池，與張力傳感器軸向平行；主機由主控板、顯示板、雙向無線收發(fā)模塊、天線和殼體組成；主控板由電源電路、單片機、D/A轉(zhuǎn)換電路、接口電路和張力輸出驅(qū)動電路組成；顯示板由4只發(fā)光二級管組成，分別用于電源、數(shù)據(jù)和分機電池組電量顯示。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種智能內(nèi)置天線低功耗無線張力測量系統(tǒng)，其 特征在于測量分機的一次性鋰電池正極與水銀開關(guān)一端連接，負極與公共地連 接，水銀開關(guān)另一端與分機主控板電源輸入插座JP2連接；張力傳感器與分機主 控板的傳感器插座JP3連接；分機無線模塊與分機主控板的無線模塊接口插座 JP1連接；分機天線'與分機無線模塊的天線端口連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種智能內(nèi)置天線低功耗無線張力測量系統(tǒng)，其 特征在于主機的主機主控板的張力輸出接口插座JP4與絞車面板的張力輸入接 口插座連接，電源同時從該端口獲得；主機主控板的顯示端口插座JP1與主機顯 示板連接；主機主控板的無線模塊接口插座JP3與主機無線模塊連接；主機天線 與主機無線模塊天線插頭連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種智能內(nèi)置天線低功耗無線張力測量系統(tǒng)，其 特征在于測量分機停用狀態(tài)為水平放置；測井時測量分機連接于大鉤和天滑輪 之間，測量分機為待機狀態(tài)；每30秒接收一次主機命令；測井施工開始打開絞 車面板，主機給測量分機持續(xù)輸出30秒鐘運行命令，分機接收命令后進入運行 狀態(tài)；測井施工中暫停施工，關(guān)閉絞車面板切斷主機供電，15秒鐘后測量分機進入待機狀態(tài)；施工完畢，取下分機，置于水平狀態(tài)，分機進入關(guān)機狀態(tài)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能內(nèi)置天線低功耗無線張力測量系統(tǒng)，其 特征在于串聯(lián)于電源回路的水銀開關(guān)在水平±15°為斷開，其余均導(dǎo)通。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能內(nèi)置天線低功耗無線張力測量系統(tǒng)，其 特征在于內(nèi)藏天線組件的非金屬分機端蓋是非金屬材料制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種智能內(nèi)置天線低功耗無線張力測量系統(tǒng)，由主機和測量分機組成，測量分機由張力傳感器、主控板組成，主控板由電源電路、電量檢測電路和接口電路組成，張力傳感器通過單點絲扣連接安裝于分機殼體的圓柱形空腔內(nèi)，分機天線、分機無線模塊和分機主控板依次固定于分機尼龍端蓋的凹槽內(nèi)，分機殼體與分機尼龍端蓋形成的封閉腔體內(nèi)安裝有水銀開關(guān)和一次性鋰電池，與張力傳感器軸向平行；主機由主控板、顯示板、殼體組成；主控板由電源電路、單片機、張力輸出驅(qū)動電路組成；顯示板由4只發(fā)光二級管組成，分別用于電源、數(shù)據(jù)和分機電池組電量顯示；本發(fā)明具有既節(jié)省了電能又提高了系統(tǒng)的反應(yīng)速度等優(yōu)點。
文檔編號G01L5/04GK101655403SQ20091001875
公開日2010年2月24日 申請日期2009年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月16日
發(fā)明者孫玉峰 申請人:孫玉峰