【摘 要】
：
为同时实现电潜泵井下供电以及数据传输的目的,采用一种基于电力线载波通信的井下仪器数据传输技术,以满足在不增添通信线路的情况下保证信号的高速传输.由于井内高温高压会对通信模块造成严重影响,因此传统的电力线通讯设备不易实现.经研究分析传输模块采用ST8500片上系统以减少外部电路,在物理层使用OFDM调制解调方式,传输层利用FEC编码技术.结果表明,系统能够实现井下4 km以内的数据传输,传输速率可达34.5 kbps,在油井及其他恶劣环境下误码率不高于10-4.
【机 构】
：
西安石油大学,陕西省油气井测控技术重点实验室,陕西西安 710065
论文部分内容阅读
为同时实现电潜泵井下供电以及数据传输的目的,采用一种基于电力线载波通信的井下仪器数据传输技术,以满足在不增添通信线路的情况下保证信号的高速传输.由于井内高温高压会对通信模块造成严重影响,因此传统的电力线通讯设备不易实现.经研究分析传输模块采用ST8500片上系统以减少外部电路,在物理层使用OFDM调制解调方式,传输层利用FEC编码技术.结果表明,系统能够实现井下4 km以内的数据传输,传输速率可达34.5 kbps,在油井及其他恶劣环境下误码率不高于10-4.
其他文献
为了研制高精度MEMS压阻式压力传感器,基于信噪比对其压敏结构进行了设计与分析.首先运用ANSYS有限元模拟仿真获得了不同压敏电阻结构芯片的应力分布,并对其噪声和信噪比进行了理论分析,发现在低频区闪烁噪声是传感器噪声的主要来源.仿真结果表明,芯片结构对其噪声、输出信号和信噪比均存在影响,增加压敏电阻折叠条数通常有助于获得更低的噪声和更高的输出信号和信噪比,获得最大输出信号和信噪比最优的电阻长度分别出现在75μm和125μm左右.然后通过MEMS工艺制作部分传感器芯片并封装测试,实测信噪比与理论分析基本吻合
为了直接测量电站锅炉高温受热面的温度,对声表面波温度传感器进行有限元模拟及制备,并进行高温实验研究.选择硅酸镓镧(LGS)作为高温压电基底材料,对Au、Pt、Cu三种电极及不同厚度进行模拟分析,最终选择100 nm厚的Au电极.实验结果表明该传感器谐振频率随温度呈下降趋势,温度灵敏度较好为5.89 kHz/℃,且高温时的测温稳定性较好.
为了研究不同弯曲曲率对V型梁结构具有不同的影响,提出了以LCP柔性材料为衬底的V型梁弯曲的力学模型,并通过软件仿真和实验验证了弯曲曲率对柔性V型梁器件的影响.从对比结果可得,当柔性衬底的曲率从0逐渐增大到33.3 m-1时,V型梁的驱动电流也随之增大,实测值与仿真值的最大误差低于6.0％,很好地揭示了柔性衬底弯曲曲率对V型梁结构的驱动性能产生的影响.
针对高温恶劣环境下对压力参数的测试需求,以单晶蓝宝石为原材料,对无线无源蓝宝石高温压力传感器进行了设计、工艺加工及性能测试.以压力膜片敏感原理为主要根据,结合不同的信号传输与提取方式,首先对LC谐振式的无线无源蓝宝石高温压力传感器进行了设计,然后通过蓝宝石刻蚀、蓝宝石减薄、直接键合等3个关键工艺实现了蓝宝石密封压力腔的制备,利用丝网印刷工艺实现了电容极板、电感线圈与基底的金属化集成.最后通过搭建的高温-压力复合测试系统对制备的无线无源蓝宝石高温压力传感器进行了高温环境下的性能测试.测试结果表明:制备的高温
针对高温高旋环境下部件健康监测的需求,设计了一种背部带有凹槽的基于硅酸镓镧(LGS)的声表面波应变传感器.通过COMSOL软件建立应变传感器模型,对应变传感器表面应变分布情况及传感器灵敏度进行仿真,确定了制备传感器的最佳模型参数,同时通过对传感器施加不同的温度场,得到了传感器的应变灵敏度随温度的变化规律.仿真结果表明,随着温度的升高,传感器的应变灵敏度成非线性减小,温度对应变灵敏度的影响从0.0028 Hz/(ppm·℃)增大到0.0203 Hz/(ppm·℃).上述结果为声表面波应变传感器的制备与测试提
气体置换法密度分析仪以气体为测量介质,测量过程中气体和环境温度的波动对密度测量值的影响显著.为了减弱温度变化的影响,开发了一套集成气体孔道与腔体为一体的金属材料模块,将压力与温度传感器嵌于模块内部腔体,气体通过模块表面的座装式电磁阀在各孔道间流动,测量过程中气体始终置于集成模块形成的稳定温度场中.同时,建立了参考腔和测量腔体积校准算法与材料密度测量算法,并对多种标准物质进行了测量.结果表明:无论气体和环境温度如何波动,体积系数始终保持稳定,密度测量值的重复性小于3‰,真值相对误差小于2‰.
针对传统频率测量电路复杂、采集速度较慢的问题,基于FPGA(现场可编程逻辑门阵列),采用全数字锁相环对待测量信号进行倍频,辅以自适应时钟模块、计数模块和串口接收发送模块,设计了多通道频率测量系统,从而达到精简电路并实现对多路待测信号的快速精准测量.实验结果表明,对于100 Hz～10 MHz频率的稳定信号,测量时间仅为100 ms,与标准频率计相比,相对误差<0.5 ppm(1 ppm=10-6).可用于多路频率信号的实时采集测量.
海上风力发电作为一种可再生的绿色能源,应用越来越广泛,并且有着广阔的发展空间.与其他发电方式相比,海上环境具有一定特殊性,风机设备长期处于高盐、高湿环境中,设备易于腐蚀,必须装配除湿机控制风机环境湿度.由于海况等环境因素维保人员只能在适合海上作业的窗口期进行设备巡检,一旦除湿机出现故障无法保障第一时间发现处理,导致设备腐蚀,造成经济损失.为此,文中设计了一种基于物联网平台的风机除湿设备监测系统.该系统通过采集除湿机出入风口的温湿度实现设备工作状态检测,制定通信协议以无线WiFi将设备运行状态数据上传至物联
基于RISC-V架构下的无剑SoC芯片平台设计与实现多自由度双轴跟踪电动云台控制器,从系统总体构造、核心模块设计、电机运动控制等方面展开介绍,利用九轴姿态测量传感器采集载体的姿态信息,采用实时开环/闭环模式控制57/42步进电机分别作方位和俯仰运动,实现全方位大空间中快速精确运转.原型系统实测结果表明,所提出的方案有效可行,能够控制电机协同工作实现快速随动定位.
特高压直流微安表通常无法直接读数,且容易因涌流冲击而受损.为此采用ZigBee技术设计了无线通讯网络,以实现微电流传感器与显示系统之间的通讯,并对经典的ZigBee算法进行了优化以提高无线网络的抗干扰能力;为提升在大涌流作用下的保护性能,分析了不同保护元件的特性,设计出两级过流保护取样电路.基于所设计的算法和电路研制出特高压直流微安表,在实验室进行了测试,测量精度达到0.1级;在特高压现场试验中测试了优化ZigBee算法和过流保护电路的效果,结果表明,在通讯距离较远且电磁环境复杂的条件下能够较可靠地传输数