[摘 要] 井下电子压力计是油田获取地层资料的常用仪器,标定装置对电子压力计的标定校验是保证仪器正常工作的不容忽视的环节。目前已有的标定装置为SBY-Q型全自动压力计标定装置。该装置只提供DDI-C电子压力计的通讯接口,而实际生产中会用到各种型号的压力计。通过设计制作一个通用接口箱,可实现 SBY-Q 型标定装置对多种型号压力计的标定校验。
[关键词] SBY-Q型电子压力计;接口箱;标定装置
引 言
井下电子压力计是地层测试获取地层资料的常用仪器,标定装置对电子压力计的标定校验是保证仪器正常工作的重要环节。目前,新一代全自动压力计标定装置SBY-Q 型已开始广泛应用,它的压力准确度为 0.02 级、 0.01 级。该标定装置可标定压力传感器和压力测试仪表。由计算机控制技术和精密气动元件组成机械手自动加减砝码,采用数字伺服控制系统驱动丝杠旋转来调节压力,以及PID 控制技术控制温度。设置必要的参数后,该装置即可对电子压力计进行全自动标定。
SBY-Q 型全自动压力计标定装置功能强,操作方便,自动化程度高,控制软件界面友好,人机交互能力强,具有多种安全保护措施。由于SBY-Q 型标定装置目前只提供 DDI-C 型电子压力计的接口,而生产中经常会使用到 GRC型、DDI-T型、QM-200型、SPERTEK型 等多种型号压力计。为节省购置各种压力计标定接口的费用,可通过制作一个通用接口箱,实现该装置对多种型号压力计进行标定校验。
1 接口箱基本工作原理
通过接口箱可以实现计算机与多个仪器之间有选择性的连接(图 1 )。该接口箱有 2 个工作状态:通讯和采集状态。当选择通讯状态时,计算机与压力计之间可以互相通信,回放压力计中的数据;当处于采集状态时,可以给压力计供电,使压力计进行数据录取。
1.1 通讯
压力计型号有多种,分别来自于不同国家的厂家,它们与计算机通讯的协议也各不相同,每种型号的仪器与计算机通讯时都要安装不同的驱动程序。我们在接口箱上设置选择开关,可以通过其内部的开关电路能实现计算机与某指定仪器的外部存储器间的数据读写,实现了计算机与各种仪器之间的通讯。
1.2 供电

图1 接口箱简易功能图
供电接口箱必须是专用供电,才能避免仪器数据采集时发生脱机采集的现象。本文设计的接口箱供电的范围是3.6~5 V,当处于供电状态时,压力计可进行自我数据采集。
2 接口箱特点
2.1 多输出口设计
输出口是接口箱与计算机连接的通道,我们选用了串行接口、 USB 接口和扩展接口 3 个通道。一是串行接口不需要安装复杂的驱动程序,电气连接和阻抗匹配也是最容易实现的。目前,作为计算机标准接口的串口现已逐渐淘汰(现在只有台式计算机还有配备)。二是为了提高本文所研制接口箱的适用性,增加了 USB 接口。三是设置了接口箱扩展口,其目的是用于以后未知型号的电子压力计。
2.2 便于连接
在电子压力计的标定中,特别是使用全自动标定时,用到的设备比较多,有标定设备、控制标定设备的计算机、电子压力计、数据采集的计算机等。本文设计的接口箱小巧,可以放置在桌面上使用,在进行各种设备的电气连接时,使用方便、快捷。
2.3 操作简单
由于标定时使用的设备多,对接口箱面板专门设置了电源开关和通道选择开关,其意义简单明了、使用简洁。
3 现场应用
电子压力计标定通用接口箱研制完成后,经反复试运行(最长烤机 50 多个小时),仪器性能稳定,状态良好,完全达到了对电子压力计标定使用的目的。例如:使用接口箱对DATACAN、DDI-T两种型号的压力计进行实际的检测和标定作业,达到了预期效果( 图2,3 )。DDI-T 压力计在20℃、80℃下标定数据的误差分析中,误差均在有效范围内(表 1 )。
目前,已经使用通用接口箱检测标定的压力计有 8 只,鉴定结果均为合格( 表 2 ) 。

图2 DATACAN压力计标定曲线图

图3 DDI-T 压力计标定曲线图
表1 压力计在两个温度点标定数据

表2 使用通用接口箱检测标定的压力计统计

4 结论
1)本文用于电子压力计标定的接口箱具有多输出口设计,适用于现有的各种型号的电子压力计。
2)该接口箱的研制成功,不仅解决了生产中的实际问题,提高了标定工作效率,而且在单位成本上还节省了购置各种压力计标定接口箱的费用。



