基于单片机的井下防腐作用监测装置.pdfVIP

基于单片机的井下防腐作用监测装置 摘  要 ：井下的特殊条件会导致井下的仪器产生腐蚀现象，从而缩短仪器寿命，此时就需要投放防腐材料并对防 腐效果进行监测。该文设计了一套装置，实现了防腐材料作用的监测。该装置以单片机为核心，采集到压力值之 后，将信息传给采样板，采样板将信息进行模数转换处理后再传到控制端，控制端将信息进行整合、分析和处理， 最终能够监测到井下的压力，从而得到合理的投放防腐材料的时间、数量和位置。 关键词 ：单片机 ；井下辅助 ；压力测量 0 前言 叠，该文设计了新型防腐结构，通过锥形的结构起到促进融 化的作用。 在井下工作的仪器的某些器件会受环境影响而发生腐 [1] 具体过程如下 ：液体从小孔内流入，和防腐片发生作 蚀，对输油管道来说，腐蚀作用会影响其运输工作的进行 ， 用，使压力发生变化，传感器压力信号最终转化成电信号， 此问题的解决方案多为人工投放防腐材料，其主观性和经验 接入存储器，得到数据并保存。通过数据的分析获得每个单 性较强。因此需要一款辅助装置对防腐材料作用进行监测。 元防腐材料发挥作用的时长，最终达到定时、定量、定段地 经过初步试验和综合考虑后，该文采用测量压力的方式来反 投放防腐材料，实现输油管使用寿命的延长。 映井下防腐材料的作用时间。 目前国内外大多使用机械式压力计进行压力测量，并通 2.2 结构元件 过各种机械结构来使测量结果更加精确，但是其装置体积较 压阻式传感器采用集成工艺将电阻条集成在单晶硅膜 大，设计结构较为复杂。 片上，制成硅压阻芯片，并将此芯片的周边固定封装于外壳 国外也有类似功能的产品，LAWRENCE D CLAYTON 等 之内，引出电极引线 [2] 。半导体材料的压阻效应的数学表达 人提出了石英厚度剪切模式下的压力传感器灵敏度可增强 式如公式（1）所示。 设计，为井下探测装置的灵敏度提升提出了一系列的设计方 案。 R （1） 该装置的基本要求是耐高温、耐腐蚀、密封条件良好， R 对电池的能耗量要求低，电池和零件耐用，该文结合以上理 式中 ：压阻系数 π是表征半导体材料压阻效应的特性参数 ； 论研究和设计实践，设计了小巧轻便的井下辅助防腐材料作 σ R ΔR 为应力 ； 为电阻 ； 为电阻的变化量。 用监测装置。 电阻不仅随不同材料而不同，而且是各向异性的，同一 1 研究思路 材料在不同方向的压阻系数也各不相同。各向同性的材料的 压阻系数 σ无方向性，这时公式（1）成立。对各向异性的 该装置的最终目的是通过监测井下的压力来掌握合理 立方晶体单晶硅来说，其压阻系数与晶向有关。在实际应用 的投放防腐材料的时间、数量和位置，装置主要由传感器、 中，由于各向异性，当其随硅膜片承受外力时，会同时产生 放大器、单片机、存储器等电子元件以及相关