基于ADXL203的油井无绳示功图位移测量技术研究

本文主要探讨了基于加速度传感器的油井示功图位移测量技术的研究。传统的采油现场示功仪测量位移和冲程通常采用拉线式方法，这种手段存在明显的缺点，如仪器体积大、易断裂、局部磨损问题严重，对现场操作效率产生了显著负面影响。为了克服这些问题，研究人员提出了一种小型化和无绳化的示功图测试仪设计方案，旨在提升测量的便利性和准确性。 示功图分析对于了解油井工作状态及其抽油装置的合理性至关重要，它在故障诊断中扮演着核心角色。因此，优化示功图测量技术对于提高整个抽油系统的运行效率和自动化水平具有重要意义。 本文的核心硬件电路设计围绕加速度信号调理展开。采用ADXL203这款高性能、低功耗的双轴加速度传感器，该传感器能够测量动态和静态加速度，其测量范围宽广，可以承受极端的冲击。ADXL203输出的是与加速度成比例的模拟电压信号，具有高灵敏度。 测量过程中，通过软件滤波和积分算法，将原始加速度信号转化为位移和冲程数据。具体来说，通过对修正后的加速度信号进行单片机程序处理，消除边界的干扰，然后进行两次积分，得到速度和最终的冲程值。电路设计包括ADXL203传感器、微控制器MSP430F1611以及必要的外围组件，确保了系统的稳定性和可靠性。 传感器内部结构采用多晶硅机构和差动电容器，当受到加速度作用时，会引发多晶硅结构的位移，进而改变电容的中心极位置，这一变化被转化为电信号输出。这种设计使得测量设备能够有效地捕捉到油井工作状态的变化，从而提供准确的示功图信息。 这项研究旨在通过引入先进的加速度传感器技术，解决传统示功图测量方法的局限性，推动采油现场的监测技术升级，提升作业效率和设备耐用性，为油井管理提供更精确的数据支持。