leftlabelrithi
  
 
 
 
Разработки.
Данная страница задумана с целью Вашего ознакомления с теоретическими исследованиями и практическим применением технологий и устройств пьезорезонансной техники, новейшими разработками фирмы СКТБ ЭлПА и ее партнеров.
  В настоящее время ведутся работы по созданию мембранных преобразователей с кварцевой мембраной, где в качестве силочувствительного элемента применяется высокочастотный пьезоэлемент АТ-среза размером 2х8 мм.
Его преимущество заключается в меньшей стоимости и более высокой частоте (11 МГц) по сравнению с пьезоэлементом ПС27-40, а также в возможности работы при высоком давлении, благодаря чему можно создать РКМА, у которого мембрана с пьезоэлементом будет непосредственно преобразовывать в частоту избыточное давление.
  Новинка! Малогабаритные модификации манометрических резонаторов РКМА - РКМА-P-2 в прямоугольном корпусе габаритами 11 x 12 x 0.74 мм и РКМА-Р-21 в круглом корпусе габаритами: диаметр 14,5х1,1(1,4) мм.
  Новинка! Преобразователь избыточного давления и температуры кварцевый ПДТК(И)-Р-М
  Новинка! Преобразователь давления и температуры кварцевый ПДТК-Р-МС, предназначенный для прецизионного измерения давления агрессивных сред с возможностью компенсации температурной погрешности в интервале рабочих температур.
  Новинка! Преобразователь давления и температуры кварцевом ПДТК-Р-МН (наливной)
  Новинка! Преобразователь гидростатического давления и температуры кварцевый ПДТК-Р-МН-2.0 (наливной)
  Новинка! Манометр кварцевый МК, разработанным совместно с ООО "Инсенс" г. Москва. МК являются аналогами преобразоватлей давления и температуры ПДТК-Р. В настоящее время проходит сертификация манометров, и скоро они будут внесены в Госреестр как средства измерения.
Новинка! Преобразователи гидростатического давления с защитой от пресной и морской воды (совместная разработка с ЗАО "Авангард-Элионика" г. Сантк-Петербург)
Автоматизированная система для измерения температурных полей с использованием квазираспределенных пьезорезонансных датчиков (общие принципы)
+ вариант конкретного применения:
Разработка и изготовление устройства для многоканального измерения температурного поля ствола скважины (далее в тексте - системы) по теме "Многоканальная системы измерения температурного поля ствола скважины на квазираспределенных пьезорезонансных датчиках" проводится в соответствии с планом научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок ОАО "Татнефть"
... далее

Скачать статьи:
Пьезоэлектрические кварцевые резонаторы и их применение в датчиках 172 kb
Прецизионные кварцевые датчики с частотным выходом для измерения давления и температуры 152 kb
  Датчики измерения давления жидкостей 195 kb
  Организация и проведение натурного эксперимента по изучению волновой динамики на восточном шельфе о. Сахалин 323 kb
  Тест на термоудар ПДТК-80-МС23 141 kb
Алгоритмы компенсации дополнительной температурной погрешности в кварцевых преобразователях давления и температуры. 282 kb
  Автоматизированная система датчиков уровня воды на основе кварцевого преобразователя гидростатического давления. 131 kb
Малогабаритный кварцевый датчик температуры. 204 kb
Автоматизированная система для измерения температурных полей с использованием квазираспределенных пьезорезонансных датчиков 108 kb
Кафедра теоретической радиотехники и электроники Казанского государственного технического университета (КГТУ-КАИ) им. А.Н. Туполева (зав. кафедрой - д.т.н., проф. Евдокимов Ю.К.) является разработчиком автоматизированной системы для измерения температурных полей с использованием квазираспределенных пьезорезонансных датчиков (КРПД). Структурная схема системы показана на рис.1.

КРПД представляет собой цепочку множества (десятков и сотен) параллельно соединенных пьезорезонансных датчиков температуры, размещаемых в контрольных точках измеряемого температурного поля.
Рис.1. Структурная схема автоматизированной системы измерения температурных полей на основе квазираспределенных пьезорезонансных датчиков
Измерительная система (рис.1) состоит из следущих основных узлов:
КРПД – квазираспределенный пьезорезонансный датчик;
БПОС – блок первичной обработки сигнала;
БАВВ – блок аналогового ввода-вывода;
БУ - блок управления;
БЦОС – блок цифровой обработки сигнала;
БУ – блок управления;
ЗУ – запоминающее устройство;
Индикатор;
ПУ - пульт управления.

Система может быть реализована либо в виде автономного прибора, либо на базе персонального компьютера, оснащенного платой L-305 (производства ЗАО «L-card»).
Основные технические характеристики системы
Число каналов измерения одним КРПД
до 100
Диапазон измеряемых температур
до + 300 °С
Погрешность измерения, не более
± 0,1 °С
Длина соединительного кабеля (между КРПД и БПОС)
до 100м
Данная система в настоящее время внедряется в АСУ ТП ОАО «Казанский вертолетный завод» г. Казань, в АО «Татнефтегеофизика» Республика Татарстан, г. Бугульма, АО «Завод электроники и механики» г. Чебоксары и т.д.
Технико-экономическая эффективность использования данной системы (например, по сравнению с традиционными измерительными системами на термопарах или термометрах сопротивления) определяется, прежде всего, следующими факторами:
1. Значительный (пропорциональный числу датчиков в одном КРПД) выигрыш в длине соединительных проводов и объеме вторичной электронной аппаратуры. Так, например, для измерения температурного поля в 100 точках на расстоянии (в среднем) 100 м от измерительной системы в данном случае потребуется 2х100м=200м обычного медного провода вместо 2х100х100м=20000м=20км (!!!) дорогостоящего термокомпенсированного провода в случае использования термопар. Вторичная электронная аппаратура в случае измерения с помощью КРПД является одноканальной в то время, как в традиционных системах она имела бы 100 (!!!) каналов.
2. Простота монтажа и технического обслуживания, надежность эксплуатации, высокая ремонтопригодность.
Система также может быть использована для многоканального измерения других физических величин, например, давления, веса и т.д. при использовании в КРПД соответствующих пьезорезонансных датчиков.
Многоканальная системы измерения температурного поля ствола скважины на квазираспределенных пьезорезонансных датчиках 192 kb
Разработка и изготовление устройства для многоканального измерения температурного поля ствола скважины (далее в тексте - системы) по теме "Многоканальная системы измерения температурного поля ствола скважины на квазираспределенных пьезорезонансных датчиках" проводится в соответствии с планом научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок ОАО "Татнефть".
Важность выполнения данной работы обусловлена практической необходимостью многоточечного измерения температуры, а также распределения температурного поля (термограммы) и акустического поля ствола нефтяной скважины с минимальной удельной стоимостью на канал измерения с высокой точностью при большом количестве термодатчиков (до 50 датчиков), а также при минимальном количестве жил в используемом каротажном кабеле.
Новизна данной разработки заключается в использовании для многоточечного измерения температуры и распределения температурного поля и полей давления квазираспределенного пьезорезонансного датчика (КРПД), представляющего собой систему параллельно соединенных точечных (дискретных) пьезорезонансных датчиков температуры, что позволяет использовать для подключения КРПД к устройству обработки информации двухпроводную линию ("жила-броня" каротажного кабеля), а также значительно сократить затраты на один канал измерения.
Благодаря высокой точности и разрешающей способности кварцевых пьезорезонансных датчиков температуры (до 0,001 градуса) КРПД позволяет осуществлять высокоточные измерения одновременно в нескольких десятках точках контроля, что весьма важно для температурных исследований и мониторинга скважин.
Главными технико-экономическими результатами от внедрения данной системы являются:
- Повышение точности и надежности измерений температурного профиля скважины за счет параллельности измерений (до 50 точек одновременно) и повышения оперативности измерений и диагностики;
- Снижение затрат на эксплуатацию и обслуживание;
- Снижение трудоемкости измерений температурного профиля скважины.
Технические характеристики и параметры
До 10 измерительных секций, каждая из которых содержит от 3 до 10 кварцевых термодатчиков, подключаемых двухпроводной линией
Используется каротажный кабель (типа КГ3-60-180-1)
Длина каротажного кабеля, до, км 4.5
Передача, прием информации и подача электропитания осуществляется по двухпроводной линии ("жила-броня" каротажного кабеля)
Диапазон измеряемых температур, °С -5 ... +150
Погрешность измерения температур, не более, °С ± 0.05
Инерционность, не более, с 20 ... 40
Длина измерительной секции, м 3
Шаг расположения кварцевых термодатчиков вдоль измерительной секции, м
 0.5 ... 1
Диаметр измерительной секции, мм 20 ... 40
Количество кварцевых термодатчиков в одной секции, шт 3 ... 10
Количество последовательно соединенных секций, шт
до 10
Рис.2. Структурная схема многоканальной системы измерения температурного и акустического полей скважины на квазираспределенных
пьезорезонансных датчиках.
Система состоит из наземного измерительного блока и скважинного измерительного блока. Наземный блок состоит из модема, блока разделения цифрового сигнала и постоянного напряжения и блока питания. Наземный измерительный блок соединен через СОМ-порт с персональным компьютером, с помощью которого осуществляется управление системой и отображение информации.

Датчики температуры, гидрофонные датчики а также скважинный измерительный блок помещены в трубу из нержавеющей стали диаметром 30мм.
Структурная схема скважинного измерительного блока показана на рис.3. Скважинный измерительный блок состоит из блока разделения цифрового сигнала и подводимого напряжения, импульсного блока питания, микропроцессорного блока JP-3002 и блока предварительных усилителей.
Рис.3. Структурная схема скважинного измерительного блока.
Принцип работы системы
Скважинный измерительный блок соединен с наземным блоком двухпроводной линией. По этой линии подается напряжение питания скважинного блока и передаются цифровые сигналы управления и измерения.

В микропроцессорном блоке производится аналого-цифровое преобразование сигналов с датчиков, дальнейшая обработка сигнала, передача информации в цифровой форме на наземный блок, прием сигналов управления с наземного блока, а также формирование сигнала возбуждения кварцевых датчиков.

В качестве точечных термодатчиков в данной системе применены термочувствительные пьезорезонансные датчики типа РКТ206, РКТВ206А и РКТВ206Б.

С микропроцессорного блока на кварцевые термодатчики поступает возбуждающий сигнал с линейной частотной модуляцией. При совпадении частоты возбуждающего сигнала с резонансной частотой кварцевого датчика в нем возникают свободные колебания на резонансной частоте. Эти колебания усиливаются блоком предварительных усилителей, оцифровываются в АЦП микропроцессорного блока. Далее производится быстрое преобразования Фурье полученного сигнала и определение частот резонансов датчиков и пересчет значений частот в температуру.
Микропроцессорный блок
Ввод аналоговых сигналов.
В состав модуля аналогового ввода входит микросхема AD-73360, имеющая 6 независимых каналов сигма-дельта АЦП и встроенный источник опорного напряжения. Каждый канал АЦП содержит программируемый усилитель. Имеется возможность программно изменять скорость преобразования (одновременно по всем каналам АЦП).
Ниже приведены основные характеристики интерфейса ввода аналоговых сигналов:
Число каналов АЦП 6
Частота дискретизации (fD), кГц 2.5 ... 80
Разрядность выходного слова данных, бит 15
Программируемое усиление (Gain) х1…х80
Диапазон входных напряжений (при Gain=1), В
 +1.25 ± 0.8
Динамический диапазон, дБ 100
Отношение сигнал/(шум+искажения) (при Gain=1, fD=10кГц), дБ 77
Входное сопротивление (на частоте 40 кГц), Ом
250
Групповая задержка (fD=80кГц), мкс 20
Максимальная ошибка определения момента запуска преобразования АЦП, нс 100
Время перезапуска АЦП, мкс 120
Встроенный источник опорного напряжения (Uref), В +1.25
Максимальное сопротивление нагрузки, кОм 2
Рейтинг@Mail.ru
 
 
 
     
 


ООО "СКТБ ЭлПА":
152613 Россия, г. Углич Ярославской обл., Рыбинское шоссе, 20-Б
тел./факс: (48532) 533-53, 546-74 Эл.почта: info@sktbelpa.ru

Все вопросы и комментарии о сайте направляйте
Web-мастеру на адрес admin@sktbelpa.ru
Copyright © 2001 ООО "СКТБ ЭлПА"
Последнее обновление: 19.11.2009
ООО "СКТБ ЭлПА" оставляет за собой право производить изменения
в представленной информации без уведомления об этом.