一种旋转轴功率多通道无线监测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种旋转轴功率多通道无线监测装置。本实用新型中，应变传感器与节点处理器连接，应变传感器用于采集旋转轴的瞬时扭矩并发送到节点处理器；霍尔传感器与节点处理器连接，霍尔传感器用于采集旋转轴的瞬时转速并发送到节点处理器；节点处理器与节点发射器连接，节点处理器用于将处理后的数据发送到节点发射器，节点发射器将接收到的数据发送给网关；网关接收器与网关处理器连接，网关接收器用于接收节点发射器发送的数据并发送到网关处理器；网关发射器与网关处理器连接，网关处理器处理后的数据通过网关发射器传输到远程客户端。本实用新型可实现信息就地或远程无线传输和多通道实时监测。
【专利说明】一种旋转轴功率多通道无线监测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种旋转轴功率多通道无线监测装置，用于石油钻井用旋转机械轴功率的监测。
【背景技术】
[0002]石油钻井用旋转机械主要包括柴油发动机、泥浆泵、绞车、转盘等设备。柴油发动机是机械钻机的主要动力源，通过传动装置将动力传送至泥浆泵、绞车、转盘等动设备；泥浆泵是泥浆循环系统的主要动力设备，用于钻井时循环泥浆，以冲洗井底、携带岩屑、冷却钻头、加固井壁以及控制地层压力；绞车是钻机提升系统的主要动力设备，用于起下钻杆或套管、均匀送钻以及井下特殊作业；钻盘是钻机旋转系统的主要动力设备，通过方钻杆带动井底钻头旋转破碎岩石。
[0003]现有技术中，国内多个厂家或研究机构研制了轴功率测试仪器，但多涉及于船舶领域，属于单点测试，且无无线传输功能。如中国专利号“CN201120533280.4”公开的种船舶轴功率测试装置，
【公开日】为2012年09月12日，其包括用于测量船舶轴扭矩的扭矩测量机构；用于测量船舶轴转速的转速测量机构；与扭矩测量机构和转速测量机构相连的数据采集机构；用于计算船舶轴功率的计算单元，计算单元与数据采集机构相连；用于显示船舶轴扭矩信号和/或转速信号和/或功率信号的显示装置，显示装置与数据采集机构和计算单元均相连。
[0004]但在石油钻井作业能效对标工作中，需要对钻机的柴油机、泥浆泵等多个动设备同时进行轴功率实时监测，钻井公司管理层需要对多个钻井队动设备情况进行远程监督，目前的功率测试仪无法满足要求。

【发明内容】

[0005]本实用新型的目的在于克服现有石油钻井用旋转机械轴功率监测存在的上述问题，提供一种旋转轴功率多通道无线监测装置。本实用新型可实现信息就地或远程无线传输和多通道实时监测。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0007]一种旋转轴功率多通道无线监测装置，其特征在于:包括网关和设置在旋转轴上的测量节点，所述测量节点中集成式设置有节点处理器、节点发射器、霍尔传感器和应变传感器；所述应变传感器与节点处理器连接，应变传感器用于采集旋转轴的瞬时扭矩并发送到节点处理器；霍尔传感器与节点处理器连接，霍尔传感器用于采集旋转轴的瞬时转速并发送到节点处理器；节点处理器与节点发射器连接，节点处理器用于将处理后的数据发送到节点发射器，节点发射器将接收到的数据发送给网关；所述网关内集成式设置有网关处理器、网关接收器和网关发射器，网关接收器与网关处理器连接，网关接收器用于接收节点发射器发送的数据并发送到网关处理器；网关发射器与网关处理器连接，网关处理器处理后的数据通过网关发射器传输到远程客户端。[0008]所述与霍尔传感器配合设置有磁体，磁体固定在机架上。
[0009]所述网关内还集成式设置有SM卡接口和SD卡接口。
[0010]采用本实用新型的优点在于:
[0011 ] 一、采用本实用新型，可以对石油钻井用旋转机械轴的瞬时扭矩和转速的进行实时测量，从而实现轴功率的远程无线实时监测；一个网关，最多可以同时接收和发射16路测量数据，而远程客户端可以通过互联网接收多个网关上传的数据，因此，本实用新型可以同时实现多通道的无线实时监测。
[0012]二、本实用新型中，所述网关内还集成式设置有SM卡接口和SD卡接口，采用此结构，功能得到进一步扩展，适用性更强。
[0013]三、本实用新型可对单个或多个钻井队的主要旋转机械轴输出功率进行多通道就地和远程实时监测，使用方便快捷、省时省力，能有效实现对石油钻井用旋转机械轴输出功率的多通道实时监测，即满足了现场检测，又为远程设备运行情况管理提供了条件，同时也为今后扩大检测业务范围打下了良好的技术基础，也有利于今后建立钻井队能效管控中心。
【专利附图】

【附图说明】
[0014]图1为本实用新型结构示意图
[0015]图中标记为:1、旋转轴；2、应变传感器；3、霍尔传感器；4、测量节点；5、磁体；6、直流电源、网关；8、远程客户端。
【具体实施方式】
[0016]一种旋转轴功率多通道无线监测装置，包括网关7和设置在旋转轴I上的测量节点4，所述测量节点4中集成式设置有节点处理器、节点发射器、霍尔传感器3和应变传感器2 ;所述应变传感器2与节点处理器连接，应变传感器2用于采集旋转轴I的瞬时扭矩并发送到节点处理器；霍尔传感器3与节点处理器连接，霍尔传感器3用于采集旋转轴I的瞬时转速并发送到节点处理器；节点处理器与节点发射器连接，节点处理器用于将处理后的数据发送到节点发射器，节点发射器将接收到的数据发送给网关7 ;所述网关7内集成式设置有网关处理器、网关接收器和网关发射器，网关接收器与网关处理器连接，网关接收器用于接收节点发射器发送的数据并发送到网关处理器；网关发射器与网关处理器连接，网关处理器处理后的数据通过网关发射器传输到远程客户端8。
[0017]本实用新型中，所述与霍尔传感器配合设置有磁体。与霍尔传感器3配合的磁体5固定在机架上，不转动。磁体用于转速测量，与霍尔传感器配套使用。原理是利用霍尔效应进行工作，即在控制电流恒定条件下，当霍尔元件所处磁场强度大小发生突变时，输出电压也产生突变，相当于产生一个脉冲信号，单位时间内脉冲数与转速对应，从而构成数字量传感器。
[0018]本实用新型的优选实施方式为，所述网关7内还集成式设置有SM卡接口和SD卡接口。
[0019]以下对本实用新型做进一步说明:
[0020]本实用新型中，所述测量节点内集成的节点处理器为单片机，节点发射器为无线射频芯片。测量节点内还集成有直流电源6，直流电源6为9v电池，为测量节点供电，如为单片机和无线射频芯片供电。
[0021]在网关内集成的网关处理器为CPU，网关接收器为无线射频芯片，网关发射器为GPRS芯片。网关还集成有供电电源，为无线射频芯片、无线射频芯片和GPRS芯片供电。
[0022]本实用新型的工作原理为:应变传感器采集旋转轴的瞬时扭矩、霍尔传感器采集旋转轴的瞬时转速，测量信号通过测量节点内的单片机处理，并通过无线射频芯片向外发射，网关内的无线射频芯片接收外来的测量信号，通过CPU处理后，经GPRS芯片将测量信号远程传输到远程客户端上，对石油钻井用旋转机械轴的瞬时扭矩和转速的进行实时测量，从而实现轴功率的远程无线实时监测。
【权利要求】
1.一种旋转轴功率多通道无线监测装置，其特征在于:包括网关(7)和设置在旋转轴(I)上的测量节点(4)，所述测量节点(4)中集成式设置有节点处理器、节点发射器、霍尔传感器(3)和应变传感器(2);所述应变传感器(2)与节点处理器连接，应变传感器(2)用于采集旋转轴(I)的瞬时扭矩并发送到节点处理器；霍尔传感器(3)与节点处理器连接，霍尔传感器(3)用于采集旋转轴(I)的瞬时转速并发送到节点处理器；节点处理器与节点发射器连接，节点处理器用于将处理后的数据发送到节点发射器，节点发射器将接收到的数据发送给网关(7);所述网关(7)内集成式设置有网关处理器、网关接收器和网关发射器，网关接收器与网关处理器连接，网关接收器用于接收节点发射器发送的数据并发送到网关处理器；网关发射器与网关处理器连接，网关处理器处理后的数据通过网关发射器传输到远程客户端(8)。
2.根据权利要求1所述的一种旋转轴功率多通道无线监测装置，其特征在于:所述霍尔传感器(3 )配合设置有磁体(5 )，磁体(5 )固定在机架上。
3.根据权利要求1或2所述的一种旋转轴功率多通道无线监测装置，其特征在于:所述网关(7)内还集成式设置有SM卡接口和SD卡接口。
【文档编号】G01L3/24GK203455123SQ201320584090
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年9月22日 优先权日:2013年9月22日
【发明者】张健, 李克强, 谯国军, 吴彤, 冯玥, 魏威 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司