專利名稱：抽油機狀態分析儀的制作方法
專利說明
一、技術領域本實用新型涉及用于電機及其相關設備的測控儀器，尤其涉及用于抽油機診斷平衡狀態、調節平衡結構、分析工作狀況的狀態分析儀。
二背景技術：
本人曾申請00211156.x及01241047.0號實用新型專利，為把其中的抽油機多級平衡結構及平衡雙因素調節結構調到最佳狀態，需要有相應的儀器。
多級平衡結構及平衡雙因素調節結構是根據新的理論觀點構思的新型結構，現在，既沒有直接的儀器，也沒有間接可代用的儀器，可供其調節之用。
三
發明內容
本實用新型的主要目的是，為多級平衡結構及平衡雙因素調節結構的抽油機提供一種配套儀器——抽油機狀態分析儀，它能為平衡結構的調節、為采油過程的監測和控制提供依據。另一個目的是，為電機及其相關設備，特別是為其它變負荷設備相應參數的測量提供手段。
為闡述技術方案，首先作一些簡要的說明。
抽油機電機的電壓、電流及抽油機的工作周期是反映抽油機負荷狀態的原始參數，抽油機的平衡重重量、力臂、初相角是反映抽油機平衡狀態的結構參數，二者合稱為“狀態信號”。
狀態信號，不能滿足平衡調節的直接需要。
抽油機電機的負荷隨時間而變化的函數被稱為“負荷函數”，加裝平衡結構后，負荷函數尚存的諧波被稱為“殘留諧波”，殘留諧波的屬性是平衡狀態的具體反映，故將能反映殘留諧波屬性的“模”及“初相角”稱為“平衡狀態參數”。
平衡狀態參數儀能為診斷平衡狀態提供依據，仍不能滿足平衡調節的直接需要，平衡調節直接需要的參數是平衡重重量增量、力臂增量及初相角增量，這些參數被稱為“平衡調節參數”。
此外，隨著管理的深化，自動化監控水平的提高，現場還需要提供，負荷最大值、負荷最小值、負荷平均值、負荷變化率、最大負載率、最小負載率、額定效率、平均效率、空載損耗、平均無功功率、平均功率因數等參數，這些參數，與抽油機的工作狀態相關，被稱為“工作狀態參數”。
本實用新型的技術方案是抽油機狀態分析儀，由輸入設備、計算機、輸出設備等組成。其中，輸入設備，包括，用于采集并生成功率信號的功率采集裝置、用于采集周期信號的周期采集裝置；計算機，包括用于數據處理、存儲、提取的中央處理裝置；輸出設備，可根據不同的需要，選擇采用用于參數等信息輸出的數碼管顯示裝置、顯示屏顯示裝置、打印機等多種形式，既可顯示參數，又可顯示曲線、圖形、圖表等。
功率采集裝置的輸入端與抽油機電機的主回路相聯，輸出端與中央處理裝置相接；周期采集裝置的輸入端與抽油機相關聯，輸出端與中央處理裝置相接；數碼管顯示裝置、顯示屏顯示裝置或打印機的輸入端與中央處理裝置相接。
輸出的參數可有以下三種選擇——為診斷平衡狀態，可通過按動相應按鍵的方式，顯示平衡狀態參數；——為調節平衡結構，可通過按動相應按鍵的方式，顯示平衡調節參數；——為分析抽油機的工況，可通過按動相應按鍵的方式，顯示工作狀態參數。
在必須鍵入參數的情況下，輸入設備還包括，用于參數輸入的鍵盤輸入裝置，其輸出端與中央處理裝置相接。
為適應遙測、遙控的需要，抽油機狀態分析儀還可設置由接口電路組成的通訊裝置，實現與上位機的通訊，通訊裝置的輸入端與中央處理裝置相接。
儀器可做成一體結構，這種結構攜帶比較方便；也可做成由檢測單元及顯示單元組成的兩體結構，檢測單元為固定式，固定在現場，顯示單元為攜帶式，由測試者攜帶，二者通過電纜及插頭座聯接，這種結構更加適合野外現場的實際需要。
除抽油機外，該儀器還適用于電機及其相關設備，特別是其它變負荷設備相應參數的測量。
本實用新型的有益效果是一方面，多級平衡結構及平衡雙因素調節結構的抽油機，借助抽油機狀態分析儀測得的平衡調節參數，其平衡結構能夠準確、方便、迅速地調到最佳狀態，節能效果得以充分的發揮。另一方面，抽油機狀態分析儀根據實際物理模型，利用數字技術，對數據進行了科學的處理，能夠給出多種有價值的實用參數，從而為采油的管理及遙測、遙控提供重要的科學依據。此外，它也為電機及其相關設備，特別是為其它變負荷設備解決了某些測量手段的不足。
四

圖1是本實用新型技術方案總體構架方框圖；圖2是實施例的原理電路圖；圖3是實施例檢測單元外形圖；圖4足實施例顯示單元外形圖；圖5是圖4的傾視圖。
五具體實施方式
參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖5。
圖中，1-A相接線端子，2-B相接線端子，3-C相接線端子，4-插頭座，5-接線孔，6-固定孔，7-塑料殼，8-零線接線端子，9-類別鍵，10-開關，11-確認鍵，12-負號鍵，13-數字鍵，14-鍵盤，15-顯示器，16-外殼，17-插頭座，18-電纜。
圖1反映了本實用新型技術方案總體構架，即，由輸入設備從抽油機上采集狀態信號，經計算機進行數據處理，然后由輸出設備或給出平衡狀態參數，或給出平衡調節參數，或給出工作狀態參數。
由圖2中的虛線框可以看出，本實施例由JY、XY兩部分構成，屬兩體結構。
JY部分為檢測單元，其外型如圖3所示。
檢測單元由功率采集裝置、周期采集裝置BJ-G-107組成。功率采集裝置由采集并形成功率信號的功率傳感器WBZ3P71R1(含電壓采集端子YC、電流互感器LH等)、起通訊匹配作用的接口電路MAX202、為儀器提供電源的開關電源電路T4NIC-K2.5組成，三者均被安裝在塑料殼7內。
WBZ3P71R1的電壓輸入端分別與接線端子1、2、3相接，LH線圈分別套裝在接線端子1、2、3上。WB23P71R1的輸出端與MAX202相接。4NIC-K2.5的輸入端分別與接線端子1、2、3相接，其+12V輸出端與WB23P71R1相接，其+5V輸出端與其余芯片相接。
BJ-G-107(19)與抽油機相關聯，其輸出端及MAX202的輸出端，通過電纜18及插頭座4與顯示單元的插頭座17聯接。
檢測單元通過固定孔6固定在抽油機電控框的殼板上。接線端子1、2、3通過接線孔5分別串接在抽油機電機主回路的母線VA、VB、VC上，零線接線端子8接在電源的零線N上。
上述功率采集裝置，一般主要由電壓傳感器、電流傳感器、功率電路構成，功率電路可以是模塊，可以是集成電路芯片，也可以是分立電路。
XY部分為顯示單元，其外型如圖4、圖5所示。
顯示單元由單片機芯片電路8031(或89C51、89C52、98C55、78E58等，以下同)、鍵盤電路JP及鍵盤14、譯碼電路MC14495及顯示器15組成。
8031的輸入端與插頭座17相接。JP的輸入端與鍵盤14相接，輸出端與8031相接。MC14495的輸入端與8031相接，輸出端與顯示器15相接。
8031、JP、MC14495被安裝在外殼16內，鍵盤14、顯示器15被安裝在外殼16表面。
鍵盤14中，共有14個鍵，其中參數類別鍵9(2個)用于輸入或顯示參數類別的切換，確認鍵11用于輸入數據后的確認，負號鍵12用于輸入數據正、負的切換，數字鍵13(10個)用于數據的輸入。顯示器15由若干個數碼管(個數的多少因顯示參數的有效數字位數而異)組成，其中二個數碼管顯示參數的類別，其余數碼管顯示參數顯示器15也可以以顯示屏或打印機代替，這樣尚可實現曲線、圖形、圖表的顯示。
在程序較長、存儲數據較多的情況下，中央處理裝置還另外設有程序或數據存儲器電路(ROM或EEROM)。
外殼16上的開關10，用于儀器電源的通斷。
本實施例的工作過程是，a、通過功率傳感器WB23P71R1、周期采集裝置BJ-G-107從抽油機上采集狀態信號；b、將狀態信號送給以單片機芯片電路8031為核心的中央處理裝置進行數據處理，產生平衡狀態參數；c、通過鍵盤14，鍵入平衡重重量、力臂、初相角等平衡狀態結構參數，再通過鍵盤電路JP，將平衡狀態結構參數送給以單片機芯片電路8031為核心的中央處理裝置進行數據處理，產生平衡調節參數、工作狀態參數；d、按相應類別鍵及數字鍵，由顯示器15輸出需要的參數。
本實施例僅是兩體結構形式之一，具體實施時，哪些內容放在檢測單元，哪些內容放在顯示單元，可有多種方案，應靈活掌握。
運用電子學的基本知識，可得出多種電路形式，實現本實用新型的技術方案，此處不一一列舉。
權利要求1.一種抽油機狀態分析儀，由輸入設備、計算機、輸出設備等組成，其特征在于輸入設備，包括用于采集并生成功率信號的功率采集裝置、用于采集周期信號的周期采集裝置；計算機，包括用于數據處理、存儲、提取的中央處理裝置；輸出設備，可選擇采用用于參數等信息輸出的數碼管顯示裝置、顯示屏顯示裝置、打印機；功率采集裝置的輸入端與抽油機電機的主回路相聯，輸出端與中央處理裝置相接；周期采集裝置的輸入端與抽油機相關聯，輸出端與中央處理裝置相接；數碼管顯示裝置、顯示屏顯示裝置或打印機的輸入端與中央處理裝置相接；輸出的參數可有以下三種選擇——為診斷平衡狀態，可通過按動相應按鍵的方式，顯示平衡狀態參數；——為調節平衡結構，可通過按動相應按鍵的方式，顯示平衡調節參數；——為分析抽油機的工況，可通過按動相應按鍵的方式，顯示工作狀態參數。
2.根據權利要求1所述的抽油機狀態分析儀，其特征在于輸入設備還包括，用于參數輸入的鍵盤輸入裝置。
3.根據權利要求1所述的抽油機狀態分析儀，其特征在于還包括，用于向上位機通訊的通訊裝置。
4.根據權利要求1所述的抽油機狀態分析儀，其特征在于儀器可做成一體結構或兩體結構。
5.根據權利要求1所述的抽油機狀態分析儀，其特征在于該儀器還適用于電機及其相關設備，特別是其它變負荷設備相應參數的測量。
專利摘要一種為采取多級平衡結構及平衡雙因素調節結構抽油機配套的智能化儀器——用于抽油機診斷平衡狀態、調節平衡結構、分析工作狀況的狀態分析儀,它由功率采集裝置、周期采集裝置、中央處理裝置、顯示裝置等組成。可提供平衡重重量增量、力臂增量、初相角增量、負荷最大值、負荷最小值、負荷平均值、負荷變化率、最大負載率、最小負載率、額定效率、平均效率、空載損耗、平均無功功率、平均功率因數等參數。從而,使新型抽油機的平衡結構能夠準確、方便、迅速地調到最佳狀態,其節能效果得以充分的發揮,并為采油的管理及監控提供重要的科學依據。
文檔編號E21B43/12GK2503204SQ0124150
公開日2002年7月31日 申請日期2001年5月9日 優先權日2001年5月9日
發明者劉克文 申請人:劉克文