[发明专利]一种面向石油行业输油管道的压力表标定的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字化油田中的压力表标定领域，具体地说是面向石油行业输油管道的压力表标定的控制方法。

背景技术

压力是油田现场用得最多的待测物理量，压力表则广泛应用于石油行业中需要测油管内压的场合，大致可分为油压压力表、套压压力表和回压压力表。它能够自动采集石油行业管道内部油体的压力数据，压力数据通过油井远程采集终端设备RTU上传至石油网关设备，在工业控制组态界面上实时显示当前采集的压力数值。压力数据的产生则来源于压力传感器信号的采集和标定算法。

压力传感器信号的采集是通过单片机内部ADC对传感器输出的电压信号进行采集。

压力标定算法大体分为两种，一种是采用理论计算公式，根据在不同温度条件下，计算传感器输出压力值与传感器输出电压值之间的多阶方程式，求解得出传感器输出压力值。这对于单片机软件计算来说，逻辑推算十分复杂，浪费处理器资源，影响压力值输出的实时性，但最终得出的压力值比较精确。另一种是直接将压力传感器的输出特性曲线理想化成一阶方程式，直接计算压力传感器输出的电压值与传感器输出压力值的映射关系，这种方法计算得出的压力值精度低，与真实的压力值相比存在较大的误差，这种方法需要研发人员做大量的后期计算工作来弥补误差带来的不确定因素，增加了维护工作量，给油田现场应用带来了不便。

目前压力表大多采用电池供电，仪表一旦停止工作，对出输油管线压力监控照成影响，而且更换压力表的电池不方便，因此对压力表整机功耗有较高要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种面向石油行业输油管道的压力表标定的控制方法，可达到压力表输出压力数据的精度要求，降低算法及逻辑控制的复杂度。该方法不增加压力表正常工作任务和资源开销，不会带来额外的能量消耗。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种面向石油行业输油管道的压力表标定的控制方法，包括以下步骤：

步骤1：压力表初始供电或复位后，通过串口发送进入标定模式命令，使压力表处于标定模式，使用高低温箱产生不同的环境温度标定值，设定对压力传感器的采集时间间隔；

步骤2：按照设定的采集时间间隔自动对压力传感器输出进行采集并得出采集的实时数字量结果；

步骤3：根据实时数字量拟合出压力传感器输出的实时数字量与温箱内环境温度之间的映射关系并设置拟合结果对应表；

步骤4：根据实时数字量与温箱内环境温度之间的映射关系再次插值计算，拟合出全量程压力值与压力传感器输出的实时数字量的映射关系。

所述按照设定的采集时间间隔自动对压力传感器输出进行采集并得出采集的实时数字量结果包括以下步骤：

步骤1：按照设定的采集周期并创建定时器，使用单片机连续多次对压力传感器输出电压值进行采集，并以数组形式存储；

步骤2：对采集数据进行滤波处理，得出采集的实时数字量结果。

所述滤波处理过程为：使用冒泡法对数组中的数值进行排列，滤除最大值和最小值后，对剩余的数值求平均值作为单片机转换的结果。

所述根据实时数字量拟合出压力传感器输出的实时数字量与温箱内环境温度之间的映射关系并设置拟合结果对应表包括以下步骤：

步骤1：将压力表放置于温箱中，调整温箱环境温度达到温度标定值，且温 度值达到稳定状态；

步骤2：调整压力源输出的压力值，使其达到压力标定值，且压力值达到稳定状态；

步骤3：通过串口查询当前采集压力传感器输出的数字量，并记录；

步骤4：改变温度标定值后，循环步骤1～3，得到不同温度标定值下的压力传感器输出的实时数字量，并设置到拟合结果对应表内；

步骤5：根据压力传感器输出的实时数字量，拟合出压力传感器输出的实时数字量与温箱内环境温度之间的映射关系，计算压力传感器在某一压力标定值下，不同环境温度条件下产生的实时数字量。

所述根据实时数字量与温箱内环境温度之间的映射关系再次插值计算，拟合出全量程压力值与压力传感器输出的实时数字量的映射关系包括以下步骤：

步骤1：调整压力源输出压力标定值，压力值达到稳定状态；

步骤2：通过串口查询拟合结果对应表，得出当前环境温度下单片机采集的压力传感器输出的实时数字量，并记录下来；

步骤3：改变压力标定值后，循环步骤1～2，得到不同压力标定值下的压力传感器输出的实时数字量；