石油溫度與壓力智能測(cè)試儀設(shè)計(jì)

王樂(lè)毅

（青島科技大學(xué) 自動(dòng)化與電子工程學(xué)院，山東 青島266042）

石油溫度與壓力智能測(cè)試儀在石油開采工業(yè)中是必不可少的，主要用來(lái)監(jiān)測(cè)采油管道的運(yùn)行狀況、采集生產(chǎn)井正常生產(chǎn)時(shí)的井下流溫流壓數(shù)據(jù)［1－2］。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間完成采集任務(wù)后，采集的數(shù)據(jù)與上位機(jī)通信進(jìn)行數(shù)據(jù)回放、校驗(yàn)、初始化、處理并顯示等操作。它獨(dú)立工作于2～3km的井下，儀器在地下一次工作時(shí)間較長(zhǎng)（一般為1～2個(gè)月）［3］且工作環(huán)境較為惡劣，要求系統(tǒng)具有較強(qiáng)的低功耗、高抗干擾能力［4－5］。

1 系統(tǒng)組成原理

智能測(cè)試儀是基于PIC單片機(jī)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過(guò)傳感器將流體的溫度、壓力信號(hào)放大轉(zhuǎn)換成0～5V的模擬電信號(hào)，再通過(guò)A／D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，單片機(jī)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、采集、存儲(chǔ)并通過(guò)USART接口將數(shù)據(jù)上傳給上位機(jī)做進(jìn)一步的處理。系統(tǒng)組成如圖1所示。

圖1 智能測(cè)試儀組成

2 工作狀態(tài)及功能

基于現(xiàn)場(chǎng)的要求，系統(tǒng)有兩種工作狀態(tài)：與上位機(jī)聯(lián)機(jī)狀態(tài)；脫離上位機(jī)進(jìn)行獨(dú)立數(shù)據(jù)采集狀態(tài)。

2.1 聯(lián)機(jī)狀態(tài)的功能

a）實(shí)時(shí)校驗(yàn)。使用儀器前應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室完成儀器的校準(zhǔn)，之后輸入零點(diǎn)和滿量程的溫度和壓力信號(hào)。在單片機(jī)存儲(chǔ)器中存入溫度和壓力的校正系數(shù)，這些系數(shù)由采集的數(shù)據(jù)分別計(jì)算得出。這樣用軟件方法既確保了儀器的精度，又免除了設(shè)置零點(diǎn)和量程電位器的必要。

b）數(shù)據(jù)回放。采集任務(wù)完成后，取回儀表通過(guò)USB接口將采集的數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī)，上位機(jī)對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后得到實(shí)際的溫度、壓力值，然后進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)。……