CN201344837Y - 微机称重计量仪 - Google Patents
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Abstract
一种微机称重计量仪，其两个称重传感器分别安装在称重液斗轴的两端，两个称重传感器的输出端与叠加单元的两个输入端连接，叠加单元的两个输出端与滤波单元的两个输入端连接，滤波单元的两个输出端与放大单元的两个输入端连接，放大单元的输出端与压/频转换单元的输入端连接，压/频转换单元的输出端经过整形单元与微处理器单元的通用I/O端口连接，微处理器单元的串行发送接收端口经电平转换单元与上位机的串行发送接收端口连接，接近开关安装在称重液斗上，接近开关的触发信号输出端与微处理器单元的中断请求端口连接。本实用新型可以实现单井产量的连续准确计量和动态监测，并把数据传给上位计算机保存在数据库中，进行微机化数据库管理。
Description
技术领域
本实用新型涉及油田计量装置，特别涉及油田油井产液的计量装置。
背景技术
目前，在油田采油生产过程中，对于单井产量的监测计量主要采用玻璃管量油法和翻斗记数法，玻璃管量油法是一种人工计时的体积换算法，不但原始而且无法实现连续计量，属于抽检式的计量。翻斗计数法是以翻斗的容积作为基本计量单位，利用“人工抄录”进行记录，因结腊等因素而容积发生变化时，其累积的误差是惊人的。
上述的监测计量方法都还没有实现微机自动化记录和微机化数据库管理，这对于实时掌握单井生产动态情况是很不利的。为此，有必要研制开发一种能准确连续计量的仪器。
实用新型内容
为解决上述计量方式因“结蜡”、“人工计时”和“人工抄录”产生的误差，本实用新型的目的是提供一种微机称重计量仪，该仪器通过微机实时监测“液斗”的重量，用“满载斗”的重量减去“空载斗”的重量，从而得到被测液的净重，同时把数据传给上位计算机保存在数据库中，计量准确连续，能实现计量结果的微机化数据库管理。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种微机称重计量仪，该计量仪由两个称重传感器、叠加单元、滤波单元、放大单元、接近开关、压/频转换单元、整形单元、电平转换单元、微处理器单元组成；两个称重传感器分别安装在称重液斗轴的两端，两个称重传感器的输出端分别与叠加单元的两个输入端连接，叠加单元由两套按桥式连接的电阻电路构成，叠加单元的两个输出端分别与滤波单元的两个输入端连接，滤波单元由两个对称的RC串联电路构成，滤波单元的两个输出端分别与放大单元的两个输入端连接，放大单元由仪用集成运算放大器芯片AD625构成，放大单元的输出端与压/频转换单元的输入端连接，压/频转换单元由集成压/频转换芯片AD654构成，压/频转换单元的输出端与整形单元的输入端连接，整形单元由逻辑门电路构成，整形单元的输出端与微处理器单元的通用I/O端口连接，微处理器单元的串行发送接收端口与电平转换单元的输入端连接，电平转换单元由电平转换芯片MAX232构成，电平转换单元的输出端与上位机的串行发送接收端口连接，所述接近开关安装在称重液斗上，由称重液斗上的铁块以非接触方式触发，接近开关的触发信号输出端与微处理器单元的中断请求端口连接。
微处理器单元由89C51系列的单片机构成。
本实用新型有以下积极有益效果：
在上位计算机界面操作设置后，程控启动下位机的微处理器单元进入监测状态，当称重液斗因“满载”而首次自动翻转成“空载”后，由接近开关电路产生称重液斗的“翻转”触发信号，微处理器单元接到触发后，把此刻采集到的称重液斗的“空载”重量数据记录下来，作为本次称重周期的基值；随后，当称重液斗再次因“满载”而自动翻转成“空载”时微处理器单元接到触发，把称重液斗翻转前的“满载”最大重量数据记录下来，同时把翻转后的“空载”重量数据作为下一个称重周期的基值也被记录下来；然后用“满载”最大重量减去首次翻转的“空载”重量基值，得到本次称重周期液体的净重，把数据传给上位计算机完成一个称重周期。同时，微处理器单元进入下一个称重周期的监测状态，如此反复，从而实现微机的连续、自动称重和计量，同时把数据传给上位计算机保存在数据库中，实现计量结果的微机化数据库管理。
附图说明
图1是本实用新型的原理框图。
图2是本实用新型一实施例的电路原理图。
图3是本实用新型微处理器单元的软件流程图。
具体实施方式
请参照图1、图2，本实用新型是一种微机称重计量仪，该计量仪由两个波纹管称重传感器U1、U2、叠加单元、滤波单元、放大单元IC2、接近开关U3、压/频转换单元IC3、整形单元IC5、电平转换单元IC4、微处理器单元IC1组成；两个波纹管称重传感器U1、U2分别安装在称重液斗轴的两端，称重液斗的总体重量经轴加在两端的波纹管称重传感器上，引起有效物理形变，波纹管称重传感器以0～20mv直流电压信号线性输出至叠加单元。
两个称重传感器U1、U2的输出端分别与叠加单元的两个输入端连接，叠加单元由两套按桥式连接的电阻电路构成，第一套桥式电路由电阻R1、R2、R3、R4组成，第二套桥式电路由电阻R1、R2、R5、R6组成，在电阻R1的支路上连接有电位器RW1，在电阻R2的支路上连接有电位器RW2。
叠加单元的两个输出端分别与滤波单元的两个输入端连接，滤波单元由两个对称的RC串联电路构成。
第一个RC串联电路由电阻R7、R8和电容C1串联构成，第二个RC串联电路由电阻R9、R10和电容C2串联构成。
滤波单元的两个输出端分别与放大单元的两个输入端连接，放大单元IC2由仪用集成运算放大器芯片AD625构成，其两个输入端分别是+INPUT和-INPUT，集成运算放大器芯片AD625的两个调零端RTNULL之间连接有电位器RW3。它线性和温度特性好、可靠性高，外围电路结构简单。
集成运算放大器芯片AD625的输出端OUT与压/频转换单元的输入端VIN连接，压/频转换单元由集成压/频转换芯片AD654构成，它线性和温度特性好、可靠性高，单一供电，外围电路结构简单。压/频转换单元的输出端OUT与整形单元的输入端连接，整形单元由逻辑门电路74LS04构成。
整形单元的输出端与微处理器单元的通用I/O端口连接，微处理器单元由型号为AT89C55WD单片机构成。AT89C55WD是一种与MCS-51系列单片机完全兼容的8K电可擦除E2PROM的微处理器。
微处理器单元的串行发送接收端口RXD、TXD与电平转换单元的输入端R2OUT、T2IN连接，电平转换单元由可靠性和性价比较高的电平转换芯片MAX232构成，电平转换单元的输出端T2OUT、R2IN与上位机的串行发送接收端口连接，接近开关U3安装在称重液斗上，由称重液斗上的铁块以非接触方式触发，接近开关U3的触发信号输出端CTRL与微处理器单元的中断请求端口INT0连接。
称重传感器U1、U2可以采用PPM230-BW12型波纹管称重传感器，该传感器采用双孔悬臂结构，钢制波纹管，激光焊接密封，性能可靠，偏心及侧向力影响小，动态响应好，测量精度高，抗过载能力强，抗疲劳寿命长。
接近开关U3可以采用HL-M18-s-10-N-O型直流电感三线NPN常开式接近开关。它可非接触式感应，感应精度高，反应速度快，抗干扰性能好，环境适应能力强，防油，防水，使用寿命长。
本实用新型的电路原理如下：
微处理器单元IC1在上位机程序控制下，自动对称重信号和“翻转”触发信号进行采集并传至上位机处理保存。
称重液斗的总体重量经轴加在两端的波纹管称重传感器U1和U2上，引起有效物理形变，波纹管称重传感器以0～20mv直流电压信号线性输出至叠加单元。
叠加单元对两路波纹管称重传感器U1和U2输出的0～20mv直流电压信号进行滤波和叠加输出至放大电路。
放大单元IC2对叠加电路输出的直流电压信号进行线性放大，输出0～1v的直流电压信号至压/频转换单元IC3。
压/频转换单元IC3对放大单元IC2输出的0～1v的直流电压信号进行电压/频率的线性转换，输出0～10kHz的频率信号，经整形单元IC5整形输出至微处理器单元IC1。
当称重液斗翻转时，铁质触发端刚好非接触滑过电感性接近开关U3，接近开关U3输出低电平触发信号至微处理器单元IC1。
电平转换单元由电平转换芯片IC4和外围电容C21、C22、C23组成，主要完成TTL电平和RS-232C电平的转换，为微处理器单元IC1和上位计算机提供通讯信道。
整形单元IC5对压/频转换单元IC3输出的频率信号进行整形，然后输出至微处理器单元IC1。
请参照图3，在上位计算机界面操作设置后，程控启动下位机的微处理器单元IC1进入监测状态，当称重液斗因“满载”而首次自动翻转成“空载”后，由接近开关U3电路产生称重液斗的“翻转”触发信号，微处理器单元IC1接到触发后，把此刻采集到的称重液斗的“空载”重量数据记录下来，作为本次称重周期的基值；随后，当称重液斗再次因“满载”而自动翻转成“空载”时微处理器单元IC1接到触发，把称重液斗翻转前的“满载”最大重量数据记录下来，同时把翻转后的“空载”重量数据作为下一个称重周期的基值也被记录下来；然后用“满载”最大重量减去首次翻转的“空载”重量基值，得到本次称重周期液体的净重，把数据传给上位计算机完成一个称重周期。同时，微处理器单元IC1进入下一个称重周期的监测状态，如此反复，从而实现微机的连续、自动称重和计量。
微处理器单元在上位机程序控制下，自动对称重信号和“翻转”触发信号进行采集并传至上位机处理保存。
Claims (2)
1.一种微机称重计量仪，其特征是：该计量仪由两个称重传感器、叠加单元、滤波单元、放大单元、接近开关、压/频转换单元、整形单元、电平转换单元、微处理器单元组成；两个称重传感器分别安装在称重液斗轴的两端，两个称重传感器的输出端分别与叠加单元的两个输入端连接，叠加单元由两套按桥式连接的电阻电路构成，叠加单元的两个输出端分别与滤波单元的两个输入端连接，滤波单元由两个对称的RC串联电路构成，滤波单元的两个输出端分别与放大单元的两个输入端连接，放大单元由仪用集成运算放大器芯片AD625构成，放大单元的输出端与压/频转换单元的输入端连接，压/频转换单元由集成压/频转换芯片AD654构成，压/频转换单元的输出端与整形单元的输入端连接，整形单元由逻辑门电路构成，整形单元的输出端与微处理器单元的通用I/O端口连接，微处理器单元的串行发送接收端口与电平转换单元的输入端连接，电平转换单元由电平转换芯片MAX232构成，电平转换单元的输出端与上位机的串行发送接收端口连接，所述接近开关安装在称重液斗上，由称重液斗上的铁块以非接触方式触发，接近开关的触发信号输出端与微处理器单元的中断请求端口连接。
2.如权利要求1所述的微机称重计量仪，其特征是：所述微处理器单元由89C51系列的单片机构成。
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| CN105716700A (zh) * | 2014-12-05 | 2016-06-29 | 中国石油天然气股份有限公司 | 稠油计量系统和方法 |
| CN106153166A (zh) * | 2015-05-12 | 2016-11-23 | 刘嘉伟 | 一种多传感器衡器用多路混用式称重系统及方法 |
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