專利名稱：一種超低溫控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種超低溫控系統(tǒng)，尤其是指一種應(yīng)用于在井下超低溫環(huán)境中工作的鉆井參數(shù)儀的超低溫控板。
背景技術(shù)：
鉆井參數(shù)儀是安裝在鉆機上，用于測量鉆機各個系統(tǒng)工作參數(shù)的集成儀表。它可幫助司鉆掌握鉆井狀態(tài)，提高鉆井效率，保證安全鉆井。鉆井參數(shù)儀的研究與使用，不僅提高了鉆井過程中各項參數(shù)指示與記錄的準確程度，而且為油田的安全生產(chǎn)提供了科學依據(jù)。然而由于油田開采的特殊性，許多油井分布在一些惡劣的野外環(huán)境中，如高溫(60°C)或低溫(零下40°C)的環(huán)境中，鉆井參數(shù)儀的儀表系統(tǒng)故障頻頻，致使鉆井失敗，嚴重影響生產(chǎn)。因此，根據(jù)以上所述的現(xiàn)狀，非常有必要提出一種用于超低溫環(huán)境下的超低溫控系統(tǒng)，使得石油儀器(比如鉆井參數(shù)儀)在油田開采現(xiàn)場的超低溫(零下55°C)環(huán)境下能夠長時間正常工作。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種超低溫控系統(tǒng)，通過實時檢測環(huán)境溫度，控制加熱板、風扇和主機電源的協(xié)調(diào)工作，使得鉆井參數(shù)儀等石油儀器在油田開采現(xiàn)場的超低溫環(huán)境下能夠長時間正常工作，提高鉆井參數(shù)儀儀表的可靠性，保證鉆井質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是提供一種超低溫控系統(tǒng)，其包含:單片機；分別與所述單片機連接的電源模塊、溫度傳感器和驅(qū)動模塊；所述驅(qū)動模塊分別與加熱板、風扇、主機電源和備用設(shè)備相連接；所述驅(qū)動模塊包含:與單片機相連接的驅(qū)動三極管，與所述驅(qū)動三極管輸出端相連接的繼電器，以及并聯(lián)在所述繼電器兩端的發(fā)光二極管；所述繼電器的輸出控制加熱板、風扇、主機電源和備用設(shè)備的工作狀態(tài)；所述發(fā)光二極管顯示加熱板、風扇、主機電源和備用設(shè)備的工作狀態(tài)。所述電源模塊包含:與單片機相連接的電源變換電路，以及與所述電源變換電路相連接的電池；所述電源變換電路將電池輸入的電壓轉(zhuǎn)換為直流穩(wěn)壓輸出，為單片機、溫度傳感器、串口通訊模塊和驅(qū)動模塊提供工作電壓。所述溫度傳感器與單片機之間通過溫度傳感器所具有的單線接口連接，實現(xiàn)雙向通訊；該溫度傳感器檢測外部環(huán)境中的溫度值，并將輸出的溫度值信號通過單線接口傳輸至單片機。本實用新型所述的超低溫控系統(tǒng)還包含:與單片機連接的串口通訊模塊，將單片機中存儲記錄的參數(shù)數(shù)據(jù)傳輸至外部計算機接收端或者上傳至互聯(lián)網(wǎng)。本實用新型所述的超低溫控系統(tǒng)是一種使鉆井參數(shù)儀在_55°C的超低溫環(huán)境下正常工作的設(shè)備，并且也適用于其他在超低溫環(huán)境中工作的儀器設(shè)備。能在無人操作的情況下根據(jù)環(huán)境溫度自動驅(qū)動加熱板，風扇和主機電源之間協(xié)調(diào)工作，為在超低溫環(huán)境中的鉆井參數(shù)儀或其他儀器設(shè)備的正常工作提供科學依據(jù)，有效提高了鉆井參數(shù)儀的使用率。

圖1為本實用新型中的超低溫控系統(tǒng)的電路框圖；圖2為本實用新型中的驅(qū)動模塊的電路示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合圖1和圖2，詳細說明本實用新型的一個優(yōu)選的實施例。本實用新型所提供的超低溫控系統(tǒng)可安裝在鉆井參數(shù)儀上，或者安裝在其他需要在超低溫環(huán)境中工作的儀器設(shè)備上。如圖1所示，該超低溫控系統(tǒng)包含:單片機I;分別與所述單片機I連接的電源模塊、溫度傳感器3和驅(qū)動模塊4 ;所述驅(qū)動模塊分別與加熱板6、風扇7、主機電源8和備用設(shè)備9相連接。本實施例中，所述單片機I采用型號為PIC16F73的單片機實現(xiàn)。所述電源模塊包含:與單片機I相連接的電源變換電路2，以及與所述電源變換電路2相連接的電池10。其中，所述電源變換電路2將電池10輸入的電壓經(jīng)過整流橋和三端穩(wěn)壓集成芯片轉(zhuǎn)換為正5V的直流穩(wěn)壓輸出，并為單片機1、溫度傳感器3、串口通訊模塊5和驅(qū)動模塊4提供工作電壓，使得本實用新型的超低溫控系統(tǒng)能在穩(wěn)定電壓下正常工作。本實施例中，所述電源變換電路2采用型號為LM7805的芯片實現(xiàn)。所述溫度傳感器3與單片機I之間通過溫度傳感器3本身所具有的獨特單線接口連接，實現(xiàn)雙向通訊。 單片機I通過單線接口向溫度傳感器3發(fā)送控制命令使溫度傳感器3處于工作模式，該溫度傳感器3檢測外部環(huán)境中的溫度值，并將此信息通過單線接口傳輸至單片機I。本實施例中，所述溫度傳感器3采用型號為DS1820的溫度傳感器來檢測井下零下55°C 零上125°C范圍內(nèi)的溫度值，此類型的溫度傳感器不需要連接任何外圍元件。如圖2所示，所述驅(qū)動模塊4包含:與單片機I相連接的驅(qū)動三極管Q1，與所述驅(qū)動三極管Ql輸出端相連接的繼電器K1，以及并聯(lián)在所述繼電器Kl兩端的發(fā)光二極管D1。單片機I根據(jù)接收到的溫度傳感器3所檢測的環(huán)境溫度值發(fā)出控制命令信號RLYX至驅(qū)動模塊4，所述的控制命令信號RLYX中，X=0、1、2、3是分別對應(yīng)加熱板6、風扇7、主機電源8和備用設(shè)備9的驅(qū)動信號。當驅(qū)動模塊4接收到單片機發(fā)出的控制命令信號RLYX時，驅(qū)動三極管Q1，使得三極管Ql的輸出控制繼電器Kl工作。繼電器Kl的開關(guān)CX和YX根據(jù)控制命令信號RLYX中X的取值，選擇斷開或閉合狀態(tài)，從而驅(qū)動加熱板6、風扇7、主機電源8和備用設(shè)備9是否開始工作。所述發(fā)光二極管Dl是LED指示燈，用于指示加熱板6、風扇7、主機電源8和備用設(shè)備9的工作狀態(tài)，能夠使得操作者方便明了的看到超低溫控系統(tǒng)的工作情況。當單片機I接收到的環(huán)境溫度值T的范圍處于20°C〈T時，繼電器Kl的開關(guān)(CO，Y0)斷開，((:1，￥1)和(02，￥2)則閉合，此時風扇7和主機電源8處于工作狀態(tài)，加熱板6則處于非工作狀態(tài)，發(fā)光二極管Dl為綠燈長亮。當單片機I接收到的環(huán)境溫度值T的范圍處于-10°C <T〈20°C時，繼電器Kl的開關(guān)(CO，Y0)和(Cl，Yl)斷開，只有(C2，Y2)閉合，此時只有主機電源8處于工作狀態(tài)，加熱板6和風扇7則處于非工作狀態(tài)，發(fā)光二極管Dl為橙色燈長亮。[0021]當單片機I接收到的環(huán)境溫度值T的范圍處于_38°C <T〈-10°C時，繼電器Kl的開關(guān)(CO，Y0)、(Cl，Yl)和(C2，Y2)全部閉合，此時加熱板6、風扇7和主機電源8全部處于工作狀態(tài)，發(fā)光二極管Dl為橙色燈閃爍。當單片機I接收到的環(huán)境溫度值T的范圍處于_45°C <T〈_38°C時，繼電器Kl的開關(guān)(CO，Y0)和(Cl，Yl)閉合，只有(C2，Y2)斷開，此時加熱板6和風扇7處于工作狀態(tài)，而主機電源8則處于非工作狀態(tài)，發(fā)光二極管Dl為綠燈閃爍。當單片機I接收到的環(huán)境溫度值T的范圍處于T〈_45°C時，繼電器Kl的開關(guān)(CO，Y0)和(C1，Y1)閉合，只有(C2，Y2)斷開，此時加熱板6和風扇7處于工作狀態(tài)，而主機電源8則處于非工作狀態(tài)，發(fā)光二極管Dl為紅燈閃爍。此時在加熱板6和風扇7的運作下使周圍的環(huán)境溫度逐漸升高，當環(huán)境溫度值_45°C <T〈-38°C時，發(fā)光二極管Dl變?yōu)榫G燈閃爍，力口熱板6和風扇7繼續(xù)運作直到主機電源8處于工作狀態(tài)。本實用新型所述的超低溫控系統(tǒng)還包含:與單片機I連接的串口通訊模塊5，其可根據(jù)單片機I的控制命令，將單片機I中存儲記錄的各參數(shù)數(shù)據(jù)傳輸至外部計算機接收端或者上傳至互聯(lián)網(wǎng)，使得操作者可依據(jù)實時接收到的關(guān)于超低溫控系統(tǒng)的各類參數(shù)數(shù)據(jù)，從而得知鉆井參數(shù)儀的當前工作狀態(tài)，有效提高設(shè)備的使用率并有效降低設(shè)備的安全隱
串
■/Q1、O綜上所述，本實用新型所述的超低溫控系統(tǒng)是一種使鉆井參數(shù)儀在超低溫(-55 °C )環(huán)境下正常工作的設(shè)備，也適用于其他在超低溫環(huán)境中工作的儀器設(shè)備。通過采用電源模塊為超低溫控系統(tǒng)提供可靠 穩(wěn)定的電源，并且采用溫度傳感器檢測環(huán)境溫度值，單片機對溫度傳感器輸出的溫度值信號進行讀取和相應(yīng)操作，根據(jù)不同的環(huán)境溫度值來控制驅(qū)動模塊驅(qū)動加熱板，風扇和主機電源協(xié)調(diào)工作，使儀器在超低溫環(huán)境中正常工作，同時還通過發(fā)光二極管不同的指示燈顏色顯示超低溫控系統(tǒng)的工作狀態(tài)。盡管本實用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應(yīng)當認識到上述的描述不應(yīng)被認為是對本實用新型的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求1.一種超低溫控系統(tǒng)，其特征在于，包含:單片機(I);分別與所述單片機(I)連接的電源模塊、溫度傳感器(3)和驅(qū)動模塊(4)； 所述驅(qū)動模塊分別與加熱板(6)、風扇(7)、主機電源(8)和備用設(shè)備(9)相連接； 所述驅(qū)動模塊(4)包含:與單片機(I)相連接的驅(qū)動三極管(Q1)，與所述驅(qū)動三極管(Ql)輸出端相連接的繼電器(K1)，以及并聯(lián)在所述繼電器(Kl)兩端的發(fā)光二極管(Dl);所述繼電器(Kl)的輸出控制加熱板(6)、風扇(7)、主機電源(8)和備用設(shè)備(9)的工作狀態(tài)；所述發(fā)光二極管(Dl)顯示加熱板(6)、風扇(7)、主機電源(8)和備用設(shè)備(9)的工作狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的超低溫控系統(tǒng)，其特征在于，所述電源模塊包含:與單片機(I)相連接的電源變換電路(2)，以及與所述電源變換電路(2)相連接的電池(10);所述電源變換電路(2)將電池(10)輸入的電壓轉(zhuǎn)換為直流穩(wěn)壓輸出，為單片機(I)、溫度傳感器(3)、串口通訊模塊(5 )和驅(qū)動模塊(4 )提供工作電壓。
3.如權(quán)利要求1所述的超低溫控系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度傳感器(3)與單片機(I)之間通過溫度傳感器(3)所具有的單線接口連接，實現(xiàn)雙向通訊；該溫度傳感器(3)檢測外部環(huán)境中的溫度值，并將輸出的溫度值信號通過單線接口傳輸至單片機(I )。
4.如權(quán)利要求1所述的超低溫控系統(tǒng)，其特征在于，所述的超低溫控系統(tǒng)還包含:與單片機(I)連接的串口通訊模塊(5)，將單片機(I)中存儲記錄的參數(shù)數(shù)據(jù)傳輸至外部計算機接收端或者上傳至互聯(lián)網(wǎng)。
專利摘要本實用新型公開了一種超低溫控系統(tǒng)，其包含單片機；分別與單片機連接的電源模塊、溫度傳感器、驅(qū)動模塊和串口通訊模塊；該驅(qū)動模塊分別與加熱板、風扇、主機電源和備用設(shè)備相連接；所述驅(qū)動模塊包含與單片機相連接的驅(qū)動三極管，與驅(qū)動三極管輸出端相連接的繼電器，并聯(lián)在繼電器兩端的發(fā)光二極管；繼電器的輸出控制加熱板、風扇、主機電源和備用設(shè)備的工作狀態(tài)。本實用新型通過實時檢測環(huán)境溫度，控制加熱板、風扇和主機電源的協(xié)調(diào)工作，使得鉆井參數(shù)儀等石油儀器在油田開采現(xiàn)場的超低溫環(huán)境下能夠長時間正常工作，提高鉆井參數(shù)儀儀表的可靠性，保證鉆井質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號G05D23/20GK202975869SQ20122073765
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者趙要強, 王培培 申請人:上海神開石油化工裝備股份有限公司, 上海神開石油設(shè)備有限公司