实时监测柱塞泵盘根泄漏的检测仪的原理及设计

今天为大家介绍一项国家发明专利——一种实时监测柱塞泵盘根泄漏的检测仪。该专利由天津仪控科技有限公司申请，并于2019年1月1日获得授权公告。

内容说明

本发明属于漏水实时监测系统装置领域，尤其是涉及一种实时监测柱塞泵盘根泄漏的检测仪。

发明背景

油田注水是保持油层压力、降低原油递减率的主要措施，柱塞泵机组是油田生产的关键设备。一旦发生故障，常造成数万元或数十万元的经济损失和严重的社会危害，当柱塞泵盘根由于老化等原因漏水，水会进入柱塞泵油箱，造成机油报废给油田带来较大经济损失。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种实时监测柱塞泵盘根泄漏的检测仪，能够实时监测柱塞泵的泄漏，并实时提供报警，同时可根据生产需要停泵连锁保护，而且具有外接电源防雷保护功能，允许多组设备通过总线方式同时工作而不会产生数据通信干扰。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种实时监测柱塞泵盘根泄漏的检测仪，包括系统控制中心单元、外部电源防护电路单元、降压芯片单元、硬件看门狗电路单元、传感器供电控制电路单元、漏水监测传感器单元、RS485通信单元和报警单元，外部电源接入所述外部电源防护电路单元的输入端，所述外部电源防护电路单元的输出端分别供电连接所述降压芯片单元和所述传感器供电控制电路单元，所述降压芯片单元分别供电输出到所述硬件看门狗电路单元、所述系统控制中心单元和所述RS485通信单元，所述硬件看门狗电路单元的输出端接入所述系统控制中心单元，所述RS485通信单元和所述报警单元分别与所述系统控制中心单元双向信号导通连接，所述系统控制中心单元的控制信号输出连接所述传感器供电控制电路单元，所述传感器供电控制电路单元连接所述漏水监测传感器单元，所述漏水监测传感器单元的信号输出连接所述系统控制中心单元。

进一步的，所述系统控制中心单元为STM32F103VCT6单片机及外围电路。所述外部电源防护电路单元包括共模电感L5、高压电容C3、第三压敏电阻R3、第一压敏电阻R1和第十二压敏电阻R12 ，第一防雷管、第二防雷管、第三防雷管、第一自恢复保险F1、π形二极管防护阵列和第十电容C10 ，所述外部电源的输入端接入所述共模电感L5，所述共模电感L5的输出端之间依次并接有所述高压电容C3、所述第三压敏电阻R3和串接的所述第一压敏电阻R1和所述第十二压敏电阻R12，所述第一防雷管连接在所述第一压敏电阻R1的上端，所述第二防雷管连接在所述第一压敏电阻R1和所述第十二压敏电阻R12之间，所述第三防雷管连接在所述第十二压敏电阻R12的下端，所述第一压敏电阻R1输出连接所述第一自恢复保险F1，所述第一自恢复保险F1输出连接到所述π形二极管防护阵列。

所述π形二极管防护阵列包括第一π形二极管D1、第四π形二极管D4和第十四π形二极管D14，所述第四π形二极管D4和所述第十四π形二极管D14同向并接，所述第一π形二极管D1串接在所述第四π形二极管D4和所述第十四π形二极管D14之间，所述第一π形二极管D1的正极连接所述第一自恢复保险F1的输出端。

所述降压芯片单元为TPS5430开关型电源芯片及外围电路。所述硬件看门狗电路单元为SP706看门狗定时器及外围电路。所述传感器供电控制电路单元包括RC滤波电路、电压跟随器、第一三极管Q1、第三自恢复保险F3、第十八转换电阻R18、第二十一转换电阻R21和信号检测器，所述系统控制中心单元的控制信号输出至所述RC滤波电路，经所述RC滤波电路滤波后接入所述电压跟随器，所述电压跟随器的输出端接入所述第一三极管Q1的集电极，所述第一三极管Q1的基极和发射极回路连接所述漏水监测传感器单元的一端。

所述漏水监测传感器单元另一端接入所述第三自恢复保险F3，所述第三自恢复保险F3的输出端串接有所述第十八转换电阻R18和所述第二十一转换电阻R21，所述信号检测器的输入端连接到所述第十八转换电阻R18和所述第二十一转换电阻R21之间，所述信号检测器的输出端连接到所述系统控制中心单元。所述电压跟随器包括LM358运放，所述信号检测器包括LM321D运放。所述RS485通信单元为MAX3485芯片及外围保护电路。

相对于现有技术，本发明所述的实时监测柱塞泵盘根泄漏的检测仪具有以下优势：

本发明的系统控制中心单元由STM32F103VCT6单片机及外围电路构成，能够向传感器供电控制电路单元输出控制信号，并能够接收漏水监测传感器单元所监测的漏水实时信号，系统控制中心单元能够分析漏水实时信号是否超过设定阈值，一旦发现超过阈值，能够与RS485通信单元通信，通过RS485通信单元发送停止柱塞泵的指令，同时向报警单元发送报警启动信号，实现实时监测柱塞泵的泄漏，并实时提供报警，同时可根据生产需要停泵连锁保护的功能，允许多组设备通过总线方式同时工作而不会产生数据通信干扰，而且外部电源防护电路单元能够防雷击电涌，具有外接电源防雷保护功能。