[实用新型]一种可鉴别绞车转向及脉冲计数的ISA采集板

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种ISA（Industrial Standard Architecture）采集板，特别是涉及一种可鉴别绞车转向及脉冲计数的ISA采集板。

背景技术

大多数的录井参数都是以井深为基础，井深参数测量系统是录井仪器中最重要的组成部分，绞车传感器是录井系统中的核心传感器，主要用于获得井深参数，其测量的准确性对于井深测量起着至关作用。

井深的测量是通过测量大钩高度实现的，对大钩高度测量主要是用绞车传感器。绞车传感器是一种增量型旋转编码器，主要有一个定子部件和一个转子部件组成。绞车传感器安装在钻机滚筒轴上，滚筒上缠绕的大绳随着滚筒的转动带动大钩升降，绞车传感器随之输出与大钩高度相对应的脉冲信号。绞车传感器是录井系统中的主要传感器之一，其测量的准确性对于井深测量起着至关作用。但是由于钻井现场各种干扰较大，尤其是在电动钻机条件下，绞车传感器信号测量经常出现误差或者由此而引起大钩高度不能正常跟踪的问题。

录井系统中经常用到的还有一种数字式传感器，例如泵冲传感器、转盘转速传感器等。泵冲传感器是一种电磁类接近开关型传感器，常用泵冲传感器为电感式。在传感器中有一振荡线圈，当有金属片接近传感器的检测头时，由于磁通变化，使线圈的等效阻抗发生变化，破坏了振荡器的振荡条件，从而使振荡器停振。当金属片远离时，振荡器恢复振荡。

目前，录井系统对于绞车传感器和脉冲数字式传感器的采集多采用倍加福采集模块进行采集，存在的缺点是模块体积较大，价格比较昂贵，脉冲数字式传感器采集通道较少，且传感器易受外界环境干扰或者电缆电阻过大而引起的信号失真造成测量不准确。

实用新型内容

本实用新型提供一种可鉴别绞车转向及脉冲计数的ISA采集板，其目的是能够准确地对绞车传感器进行正反转鉴相和脉冲计数，使录井系统中对井深测量或者大钩高度跟踪更加准确、可靠。

为了实现上述发明目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种可鉴别绞车转向及脉冲计数的ISA采集板，采用ISA接口方式与上位设备进行通讯，包括信号采集接口模块、第一整形模块、第二整形模块和数据采集控制及计算模块；

其中，信号采集接口模块包括两个连接器，其中一个连接器包括16路信号输入通道，另一个连接器包括4路输入通道；信号采集接口模块将外部输入的脉冲信号输入给第一整形模块和第二整形模块；

第一整形模块包括滤波器和施密特触发反相器；16路的数字式传感器信号经滤波器传给相应的施密特触发反相器，实现对数字式传感器信号的整形；

第二整形模块包括滤波器、调理放大电路、参考电源、限幅放大器和施密特触发反相器；2路一组的绞车传感器信号经滤波器滤波后，经调理放大电路后被输入限幅放大器，并由限幅放大器组成电平比较电路，与参考电源提供的参考电平对比，完成去噪干扰，输入给相应的施密特触发反相器，完成对绞车传感器信号的整形；

数据采集控制及计算模块为FPGA芯片和缓冲器；FPGA芯片完成经第一整形模块和第二整形模块处理后的脉冲信号的输入、计数、鉴相计算和存放最终绞车脉冲信号计数结果；缓冲器用来上位设备和FPGA芯片之间进行采集控制及数据交换；

经数据采集控制及计算模块对信号进行处理后通过ISA接口将结果输入给上位设备。

所述FPGA芯片在进行逻辑计算和判断时，采用16MHz的时钟信号。所述FPGA芯片与上位设备进行地址通讯的范围为13位，进行数据通讯的范围为8位。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果如下：

该采集板采用4路绞车传感器采集通道和16路脉冲数字式传感器采集通道，在实现绞车传感器信号采集的基础上同时实现泵冲传感器、转盘转速传感器等脉冲数字式传感器的信号的同时采集，提高了采集板的采集信息容量。

数据采集控制及计算模块采用FPGA芯片，并在FPGA芯片内部采用多组逻辑组合判别，能够避免因探头安装位置不正确而引起的鉴相或者计数不准确。

通过设置第一信号整形模块和第二信号整形模块实现信号前端处理，能够避免信号因电缆电阻过大而引起的引号衰减所造成的测量误差。

在数据采集控制及计算模块进行逻辑判断编程时，采用16MHz的时钟信号的上升沿为触发，采样频率高，能够准确检测绞车传感器两组信号的边沿。能够避免因干扰而引起的信号测量误差。

该采集板与现有的倍加福采集模块相比具有体积小，携带方便，造价低廉等优点。

附图说明

图1是采集板功能模块框图。