一種用於傳感器數據採集處理系統的防雷儀的製作方法

2023-09-21 22:30:40

專利名稱：一種用於傳感器數據採集處理系統的防雷儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種防雷儀器，特別涉及一種用於傳感器數據採集處理系統的防雷儀。
背景技術：
綜合錄井儀是一種應用於石油勘探現場的大型錄井設備，其內部的數據處理器是各種傳感器與工控機相連接的中間樞紐，它實時採集、處理和檢測井場的傳感器信號，將傳感器信號轉換為數位訊號，傳輸給工控機做數據處理分析。由於傳感器散落在井場的各個地方，直接暴露在戶外，極易遭受雷擊，很可能將雷擊信號引入到傳感器數據處理器和工控機，損壞機器設備，導致綜合錄井儀無法正常工作。現有技術中，井場的防雷設施一般在綜合錄井儀箱體外部裝有避雷針和浪湧保護器。避雷針在使用時對安裝要求較高，且防護範圍有限，尤其鑽井現場震動大，環境複雜，避雷針接地不良時即失去其保護作用。安裝在配電箱內或配電箱附近的浪湧保護器對距離較遠的綜合錄井儀的防護能力也極為有限。因此，根據上述現狀，非常有必要提出一種用於傳感器數據採集處理系統的防雷儀，其能對石油勘探現場的傳感器數據處理器和上位工控機這樣重要的設備進行有效地防雷保護。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種用於傳感器數據採集處理系統的防雷儀，能夠克服現有防雷措施不能有效應對雷電多發地區對傳感器數據採集處理系統的雷擊防護，其對由外部雷擊引入到傳感器端和電源端的雷電脈衝均具有抑制能力和防護效果，有效、可靠地保證傳感器數據處理器和工控機的正常工作，為綜合錄井儀數據採集處理系統的質量提供了保障，避雷器工作狀態的實時指示燈使用戶操作起來更直觀、方便，為處理系統故障提供有效手段。為了實現以上目的，本實用新型是通過以下技術方案實現的—種用於傳感器數據採集處理系統的防雷儀，其安裝在外部的綜合錄井儀的機櫃內，其金屬外殼接地，包含傳感器防雷系統，所述的傳感器防雷系統的輸入端與外部的傳感器相連，其輸出端與外部的傳感器數據處理器的輸入端相連；電源防雷系統，所述的電源防雷系統分別與傳感器電源以及外部的傳感器數據處理器相連。所述的傳感器防雷系統包含相互串聯的信號避雷器和指示裝置；所述的信號避雷器的輸入端與傳感器相連，其輸出端分別與指示裝置以及外部的傳感器數據處理器相連，該信號避雷器的接地端與防雷儀的金屬外殼相連。所述的指示裝置包含相互串聯的比較器和指示燈，所述的比較器的輸入端與所述的信號避雷器連接，所述的指示燈的輸入端與比較器相連。所述的指示燈為高亮發光二極體。所述的電源防雷系統包含電源避雷器，其輸入端與傳感器數據處理器連接，其接地端與防雷儀的金屬外殼相連。本實用新型與現有技術相比，具有以下優點1、對由外部雷擊引入到傳感器端和傳感器電源端的雷電脈衝均具有抑制能力和防護效果；2、有效、可靠地保證傳感器數據處理器和工控機的正常工作，為綜合錄井儀數據採集處理系統的質量提供了保障；3、避雷器工作狀態的指示燈使用戶操作起來更直觀、方便，為處理系統故障提供有效手段。

圖1為本實用新型一種用於傳感器數據採集處理系統的防雷儀的原理框圖。
具體實施方式

以下結合附圖，通過詳細說明一個較佳的具體實施例，對本實用新型做進一步闡述。如圖1所示，一種用於傳感器數據採集處理系統的防雷儀，其安裝在外部的綜合錄井儀的機櫃內，其金屬外殼接地，包含傳感器防雷系統和電源防雷系統。其中，傳感器防雷系統的輸入端與外部的傳感器I相連，其輸出端與外部的傳感器數據處理器7的輸入端相連；電源防雷系統分別與傳感器電源5以及外部的傳感器數據處理器7相連。在本實施例中，防雷儀9的金屬外殼通過接地銅導線與綜合錄井儀的機櫃外殼連接，即和大地直連；如圖1所示，傳感器防雷系統包含相互串聯的信號避雷器2和指示裝置；其中，信號避雷器2的輸入端與傳感器I相連，其輸出端分別與指示裝置以及外部的傳感器數據處理器7相連，該信號避雷器2的接地端與防雷儀9的金屬外殼相連，在本實施例中，信號避雷器2通過D型接插件分別與傳感器I和防雷儀9相連，信號避雷器2的接地端通過多個銅支撐柱與防雷儀9的金屬外殼有效連接；指示裝置包含相互串聯的比較器3和指示燈4，比較器3的輸入端與信號避雷器2連接，指示燈4的輸入端與比較器3相連。在本實施例中，比較器3選用型號為LM2901的四通道比較器，指示燈4為高亮發光二極體。當信號避雷器2損壞，電氣特徵表現為斷路時，比較器3正端無電壓，低於比較器3的參考電壓，比較器3輸出低電壓，低電壓無法點亮連接的指示燈4，指示燈4燈滅；反之，信號避雷器2正常工作，電氣特徵表現為短路時，比較器3正端連接傳感器I輸出的正電壓，高於比較器3的參考電壓，比較器3輸出高電壓，高電壓點亮連接的指示燈4，指示燈4燈亮。如圖1所示，電源防雷系統包含電源避雷器6，其輸入端與傳感器數據處理器7連接，其接地端與防雷儀9的金屬外殼相連，在本實施例中，電源避雷器6的接地端同樣通過多個銅支撐柱與防雷儀9的金屬外殼有效連接。當有雷擊信號進入該電源避雷器6時，雷擊信號通過該電源避雷器6流入大地，限制過電壓和過電流，消除浪湧電壓，將外部侵入電壓限制到儀器設備可以承受的正常工作電壓以下，從而達到保護傳感器電源5的目的。[0023]在本實施例中，當有若干個傳感器I時，以設置36路傳感器I為例，需設置18路信號傳感器2，36路比較器3和指示燈4，以確保傳感器數據採集處理系統的安全。當傳感器I的數目繼續擴展，同理，將傳感器防雷系統的數目同步擴展即可。當外部傳感器I或傳感器電源5遭遇雷擊時，雷電脈衝通過信號避雷器2或電源避雷器6導入大地，此時防雷儀9的金屬外殼內各處電位相等，從而可以保證傳感器1、傳感器電源5、防雷儀9、傳感器數據處理器7和工控機8等設備的安全。綜上所述，本實用新型一種用於傳感器數據採集處理系統的防雷儀，能夠克服現有防雷措施不能有效應對雷電多發地區對傳感器數據採集處理系統的雷擊防護，其對由外部雷擊引入到傳感器端和傳感器電源端的雷電脈衝均具有抑制能力和防護效果，有效、可靠地保證傳感器數據處理器和工控機的正常工作，為綜合錄井儀數據採集處理系統的質量提供了保障，避雷器工作狀態的實時指示燈使用戶操作起來更直觀、方便，為處理系統故障提供有效手段。儘管本實用新型的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本實用新型的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容後，對於本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實用新型的保護範圍應由所附的權利要求來限定。
權利要求1.一種用於傳感器數據採集處理系統的防雷儀，其安裝在外部的綜合錄井儀的機櫃內，其金屬外殼接地，其特徵在於，包含傳感器防雷系統，所述的傳感器防雷系統的輸入端與外部的傳感器(I)相連，其輸出端與外部的傳感器數據處理器(7)的輸入端相連；電源防雷系統，所述的電源防雷系統分別與傳感器電源(5)以及外部的傳感器數據處理器(7)相連。
2.如權利要求1所述的用於傳感器數據採集處理系統的防雷儀，其特徵在於，所述的傳感器防雷系統包含相互串聯的信號避雷器(2)和指示裝置；所述的信號避雷器(2)的輸入端與傳感器(I)相連，其輸出端分別與指示裝置以及外部的傳感器數據處理器(7)相連， 該信號避雷器(2)的接地端與防雷儀(9)的金屬外殼相連。
3.如權利要求2所述的用於傳感器數據採集處理系統的防雷儀，其特徵在於，所述的指示裝置包含相互串聯的比較器(3)和指示燈(4)，所述的比較器(3)的輸入端與所述的信號避雷器(2)連接，所述的指示燈(4)的輸入端與比較器(3)相連。
4.如權利要求3所述的用於傳感器數據採集處理系統的防雷儀，其特徵在於，所述的指示燈(4)為高亮發光二極體。
5.如權利要求1所述的用於傳感器數據採集處理系統的防雷儀，其特徵在於，所述的電源防雷系統包含電源避雷器(6)，其輸入端與傳感器數據處理器(7)連接，其接地端與防雷儀(9)的金屬外殼相連。
專利摘要本實用新型公開了一種用於傳感器數據採集處理系統的防雷儀，其安裝在外部的綜合錄井儀的機櫃內，其金屬外殼接地，包含傳感器防雷系統，所述的傳感器防雷系統的輸入端與外部的傳感器相連，其輸出端與外部的傳感器數據處理器的輸入端相連；電源防雷系統，所述的電源防雷系統分別與傳感器電源以及外部的傳感器數據處理器相連。本實用新型能夠對由外部雷擊引入到傳感器端和電源端的雷電脈衝均具有抑制能力和防護效果，有效、可靠地保證傳感器數據處理器和工控機的正常工作，為綜合錄井儀數據採集處理系統的質量提供了保障，避雷器工作狀態的實時指示燈使用戶操作起來更直觀、方便，為處理系統故障提供有效手段。
文檔編號H02H9/04GK202888828SQ201220625270
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月23日 優先權日2012年11月23日
發明者趙要強, 吳冠瑋 申請人:上海神開石油化工裝備股份有限公司, 上海神開石油設備有限公司