專利名稱：：一種分層注水的地面裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種注水井裝置，特別是涉及一種分層注水的地面裝置。
背景技術(shù)：
：隨著油田開發(fā)的深入，油田注水開發(fā)的效果變差，為了更好地提高注水開發(fā)效果，必須更及時(shí)、高效與精確地進(jìn)行分層注水參數(shù)測試，并將井下的測試結(jié)果回放至地面，以供研究分析使用。分層注水井的地面處理裝置為整個(gè)注水井流量檢測系統(tǒng)的核心內(nèi)容之一，一般的地面處理均采用計(jì)算機(jī)為處理器，但不能進(jìn)行實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)顯示，況且采用計(jì)算機(jī)作為處理器性價(jià)比也非常低。專利號(hào)為"CN02224753.X"的"油田分層注水井壓力流量測量器"專利，依靠自身的電能測量壓力、流量并將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在自帶的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片中，待達(dá)到一定的測量時(shí)間后可將該儀器自井下取出，用回放儀將存儲(chǔ)在儀器芯片中的數(shù)據(jù)回放出來進(jìn)行井下數(shù)據(jù)傳輸，這種數(shù)據(jù)傳輸方式是在測試結(jié)束后進(jìn)行的，使得回放的數(shù)據(jù)不具有實(shí)時(shí)性。專利號(hào)為"CN200420007710.9"的"注水井超聲波流量測試儀"專利中提出通過RS485轉(zhuǎn)換接口與電纜連接至地面計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)井下數(shù)據(jù)至地面的傳輸，但是RS485的傳輸速率和傳輸距離都有限，而且采用RS485的傳輸體制不便于與其他的測井儀器接口。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種分層注水的地面裝置，能夠?qū)崟r(shí)、高效的對(duì)注水井采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、動(dòng)態(tài)顯示、數(shù)據(jù)回放并能與計(jì)算機(jī)通訊。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明目的的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的—種分層注水的地面裝置，包括DSP芯片IC1、數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片IC2、顯示模塊IC3、日歷時(shí)鐘芯片IC4、RS232接口芯片IC5、通訊模塊IC7、第一晶體振蕩器IC8、電源電路IC9以及第一電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-1、第二電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-2和第三電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-3，DSP芯片IC1的地址線AOA18與數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片IC2的地址線A0A18相連；DSP芯片IC1的數(shù)據(jù)線D0D7、D8D15、D16D23分別通過第一電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-1、第二電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-2和第三電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-3與數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片IC2的數(shù)據(jù)線D0D7、日歷時(shí)鐘芯片IC4的數(shù)據(jù)線D0D7相連及顯示模塊IC3的數(shù)據(jù)線D0D7相連；DSP芯片IC1的數(shù)據(jù)線D24D31與通訊模塊IC7的引腳相連；DSP芯片IC1的CLKX0引腳與數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片IC2的M引腳相連；DSP芯片IC1的R/f引腳分別與數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片IC2的麗引腳、顯示模塊IC3的R/f引腳以及第一電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-1、第二電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-2和第三電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-3的DIR引腳相連；DSP芯片IC1的TCLK0、XF0、XF1引腳分別與日歷時(shí)鐘芯片IC4的AS、^、R/f引腳相連；DSP芯片IC1的DXO引腳與RS232接口芯片IC5的R1IN引腳相連；DSP芯片IC1的引腳DR0、TWf^相連并通過電阻R14、R15分壓后與RS232接口芯片IC5的R10UT引腳相連；DSP芯片IC1的引腳TCLK1與顯示模塊IC3的引腳AO相連；DSP芯片IC1的引腳PAGEO、PAGE1、PAGE2分別既與電平轉(zhuǎn)換芯片IC6_1、IC6_2、IC6-3的使能端M相連，又分別與數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片IC2的引腳CE、日歷時(shí)鐘芯片IC4的引腳DS、顯示模塊IC3的引腳己相連；DSP芯片IC1采用外部時(shí)鐘方式，其EXTCLK引腳與第一晶體振蕩器IC8的OSC相連，DSP芯片IC1的XIN引腳與第一晶體振蕩器IC8的GND相連；電源電路IC9為整個(gè)電路的其他模塊提供電源。通訊模塊IC7包括CPLD芯片IC11、曼徹斯特碼芯片IC12、驅(qū)動(dòng)電路IC14、變壓器IC15、電纜IC16、晶體振蕩器IC17、差分放大電路IC10和整形電路IC13，CPLD芯片IC11的VCCIO、VCCINT引腳分別接電壓+3.3V和+5V;CPLD芯片IC11的引腳1/011/014分別與曼徹斯特碼芯片IC12的ENCSHCLK、ENCCLK、SDO、TAKEDATA、SYNCSELECT、ENCEN、DECCLK、SDI、DECSHCLK、OPUTINHIBIT、MASTERESET、DECRESET、SENDDATA、UNIPDI引腳相連；CPLD芯片IC1的1/015引腳與整形電路IC13的輸出端相連；CPLD芯片IC11的1/016引腳與第二晶體振蕩器IC17的OSC引腳相連；曼徹斯特碼芯片IC12的BIPONEO和BIPZERO引腳與驅(qū)動(dòng)電路IC14的輸入引腳IN1、IN2相連；變壓器IC15具有兩組繞組，一組繞組的初級(jí)引腳11、引腳II2與驅(qū)動(dòng)電路IC14的輸出引腳0UT1、0UT2相連，次級(jí)引腳VI5、引腳VI16與電纜IC16的纜芯相連；另一組繞組的次級(jí)引腳1113、引腳V4與差分放大電路IC10輸入端相連，差分放大電路IC10的輸出又與整形電路IC13的輸入相連。差分放大IC10及整形電路IC13由放大器IC18IC21、二極管D1D4以及電阻RlR13組成，其中放大器IC18IC20、二極管DlD4以及電阻RlR10組成的電路為差分放大電路，放大器IC21和電阻RllR13組成的電路為整形電路，變壓器IC15的引腳ni(3)、引腳V(4)分別經(jīng)過電阻R1、R2與放大器IC18的反、正向輸入端相連；二極管D1、D2以及電阻R3并聯(lián)后與放大器IC18的反向輸入端、輸出端相連，其中二極管D1、D2反向放置，Dl的陽極與D2的陰極相連；放大器IC18的輸出端經(jīng)過電阻R6與放大器IC19的反向輸入端相連；二極管D3、D4以及電阻R4并聯(lián)后與放大器IC19的的反向輸入端、輸出端相連，其中二極管D3、D4反向放置，D3的陽極與D4的陰極相連；放大器IC19的輸出端經(jīng)過電阻R7與放大器IC20的反向輸入端相連；電阻R5的兩端分別與放大器IC20的的反向輸入端、輸出端相連；放大器IC20的輸出端與放大器IC21的反向輸入端相連；電阻R8、R9、R10—端接地，另一端分別與放大器IC18、IC19、IC20的正向輸入端相連；電阻Rll的一端接放大器IC21的正向輸入端，另一端接-15V電源；電阻R12、R13的一端分別接放大器IC21的正向輸入端、輸出端，另一端都與+5V電源相連；放大器IC18IC21的電源引腳分別接+15V和-15V電源。本發(fā)明提供的用于分層注水井的地面裝置利用DSP芯片IC1作為控制和處理核心，同時(shí)采用曼徹斯特碼傳輸方式，可實(shí)現(xiàn)分層注水井井下信息的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示，還可以根據(jù)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)回放或者與計(jì)算機(jī)通信，尤其對(duì)于低流量情況，與同類產(chǎn)品相比具有較高的測試精度。圖1是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)原理圖。圖2是本發(fā)明通訊模塊IC7電路原理圖。5圖3是差分放大IC10及整形電路IC13原理圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作詳細(xì)敘述。參照?qǐng)Dl，一種分層注水的地面裝置，包括DSP芯片IC1、數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片IC2、顯示模塊IC3、日歷時(shí)鐘芯片IC4、RS232接口芯片IC5、通訊模塊IC7、第一晶體振蕩器IC8、電源電路IC9以及第一電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-1、第二電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-2和第三電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-3，DSP芯片IC1的地址線A0A18與數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片IC2的地址線A0A18相連；DSP芯片IC1的數(shù)據(jù)線D0D7、D8D15、D16D23分別通過第一電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-1、第二電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-2和第三電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-3與數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片IC2的數(shù)據(jù)線D0D7、日歷時(shí)鐘芯片IC4的數(shù)據(jù)線D0D7相連、顯示模塊IC3的數(shù)據(jù)線D0D7相連；DSP芯片IC1的數(shù)據(jù)線D24D31與通訊模塊IC7的引腳相連；DSP芯片IC1的CLKX0引腳與數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片IC2的M引腳相連；DSP芯片IC1的R/f引腳分別與數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片IC2的麗引腳、顯示模塊IC3的R/f引腳以及第一電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-1、第二電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-2和第三電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-3的DIR引腳相連；DSP芯片IC1的TCLKO、XFO、XF1引腳分別與日歷時(shí)鐘芯片IC4的AS、^、R/f引腳相連；DSP芯片IC1的DXO引腳與RS232接口芯片IC5的R1IN引腳相連；DSP芯片IC1的引腳DR0、TWf^相連并通過電阻R14、R15分壓后與RS232接口芯片IC5的R10UT引腳相連；DSP芯片IC1的引腳TCLK1與顯示模塊IC3的引腳AO相連；DSP芯片IC1的引腳M^M、M^T、M^分別既與電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-1、IC6-2、IC6-3的使能端麗相連，又分別與數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片IC2的引腳改、日歷時(shí)鐘芯片IC4的引腳DS、顯示模塊IC3的引腳^相連；DSP芯片IC1采用外部時(shí)鐘方式，其EXTCLK引腳與第一晶體振蕩器IC8的OSC相連，DSP芯片IC1的XIN引腳與第一晶體振蕩器IC8的GND相連；電源電路IC9為整個(gè)電路的其他模塊提供電源。參照?qǐng)D2，通訊模塊IC7包括CPLD芯片IC11、曼徹斯特碼芯片IC12、驅(qū)動(dòng)電路IC14、變壓器IC15、電纜IC16、晶體振蕩器IC17、差分放大電路IC10和整形電路IC13，CPLD芯片IC11的VCCIO、VCCINT引腳分別接電壓+3.3V和+5V;CPLD芯片IC11的引腳1/011/014分別與曼徹斯特碼芯片IC12的ENCSHCLK、ENCCLK、SDO、TAKEDATA、SYNCSELECT、ENCEN、DECCLK、SDI、DECSHCLK、OPUTINHIBIT、MASTERESET、DECRESET、SENDDATA、UNIPDI引腳相連；CPLD芯片IC11的1/015引腳與整形電路IC13的輸出端相連；CPLD芯片IC11的1/016引腳與第二晶體振蕩器IC17的OSC引腳相連；曼徹斯特碼芯片IC12的BIP0NE0和BIPZERO引腳與驅(qū)動(dòng)電路IC14的輸入引腳IN1、IN2相連；變壓器IC15具有兩組繞組，一組繞組的初級(jí)引腳I1、引腳II2與驅(qū)動(dòng)電路IC14的輸出引腳0UT1、0UT2相連，次級(jí)引腳VI5、引腳VII6與電纜IC16的纜芯相連；另一組繞組的次級(jí)引腳1113、引腳V4與差分放大電路IC10輸入端相連，差分放大電路IC10的輸出端又與整形電路IC13的輸入端相連。參照?qǐng)D3，差分放大IC10及整形電路IC13由放大器IC18IC21、二極管D1D4以及電阻RlR13組成，其中放大器IC18IC20、二極管DlD4以及電阻RlR10組成的電路為差分放大電路，放大器IC21和電阻R11R13組成的電路為整形電路。變壓器IC15的引腳1113、引腳V4分別經(jīng)過電阻R1、R2與放大器IC18的反、正向輸入端相連；二極管D1、D2以及電阻R3并聯(lián)后與放大器IC18的反向輸入端、輸出端相連，其中二極管D1、D2反向放置，Dl的陽極與D2的陰極相連；放大器IC18的輸出端經(jīng)過電阻R6與放大器IC19的反向輸入端相連；二極管D3、D4以及電阻R4并聯(lián)后與放大器IC19的的反向輸入端、輸出端相連，其中二極管D3、D4反向放置，D3的陽極與D4的陰極相連；放大器IC19的輸出端經(jīng)過電阻R7與放大器IC20的反向輸入端相連；電阻R5的兩端分別與放大器IC20的的反向輸入端、輸出端相連；放大器IC20的輸出端與放大器IC21的反向輸入端相連；電阻R8、R9、R10—端接地，另一端分別與放大器IC18、IC19、IC20的正向輸入端相連；電阻Rll的一端接放大器IC21的正向輸入端，另一端接-15V電源；電阻R12、R13的一端分別接放大器IC21的正向輸入端、輸出端，另一端都與+5V電源相連；放大器IC18IC21的電源引腳分別接+15V和-15V電源。本發(fā)明的工作原理為數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片IC2用于存儲(chǔ)DSP芯片IC1的程序及存放分層注水井下溫度、壓力、流量等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集；通訊模塊IC7可以實(shí)時(shí)地將分層注水井下溫度、壓力、流量數(shù)據(jù)傳輸至地面，通過通訊模塊IC7將數(shù)據(jù)送入DSP芯片IC1，DSP芯片IC1再對(duì)井下各分層的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波和各種計(jì)算處理；日歷時(shí)鐘芯片IC4完成對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)間的讀取，讀取完成后，通過電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-1，將處理后的數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)時(shí)間對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片IC2提供的ROM內(nèi)；顯示模塊IC3完成對(duì)分層流量、溫度、壓力等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，以及對(duì)以往任意時(shí)間段的參數(shù)數(shù)據(jù)的回放。在需要進(jìn)一步處理數(shù)據(jù)時(shí)，可以通過RS232接口芯片IC5完成DSP芯片IC1與PC機(jī)的通訊，電源電路IC9用于提供其他電路所需的直流電源。DSP芯片IC1上電復(fù)位后，程序從數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片IC2通過電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-1引導(dǎo)至DSP芯片IC1內(nèi)部高速RAM后，程序?qū)⒃贒SP內(nèi)部RAM開始運(yùn)行。數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片IC2的片選引腳CE由DSP的引腳PAGEO來控制，若PAGEO為低電平，則數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片IC2使能，否則，IC2將不被選中，無法工作；數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片IC2的輸出使能控制引腳麗由DSP芯片IC1的CLKXO控制，若M為低電平，則數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片IC2輸出使能，否則數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片IC2輸出禁止；DSP芯片IC1的M^T與日歷時(shí)鐘芯片IC4的片選引腳^相連，作為日歷時(shí)鐘芯片IC4的片選控制信號(hào)，若M^T為低電平，則日歷時(shí)鐘芯片IC4使能，否則，IC4將不被選中，無法工作；日歷時(shí)鐘芯片IC4的地址鎖存控制引腳AS由DSP芯片IC1的引腳TCLKO控制，若AS為高電平，IC4引腳DOD7為數(shù)據(jù)信號(hào)，否則IC4引腳DOD7鎖存為地址信號(hào)；日歷時(shí)鐘芯片IC4的數(shù)據(jù)地址讀寫信號(hào)R/f、DS分別由DSP芯片IC1的引腳XFO、XF1控制，通過DSP芯片IC1的XFO、XF1對(duì)日歷時(shí)鐘芯片IC4進(jìn)行實(shí)時(shí)時(shí)間的讀出與寫入操作。DSP芯片IC1再將數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片IC2中預(yù)先放置的溫度、壓力、流量等數(shù)據(jù)讀入DSP芯片IC1，同時(shí)再將實(shí)時(shí)時(shí)間從日歷時(shí)鐘芯片中讀入，DSP芯片IC1再將溫度、壓力、流量等數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)處理，處理完畢后將其送入顯示模塊IC3進(jìn)行顯示，顯示模塊IC3即可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘及溫度、壓力、流量等參數(shù)的顯示功能。顯示模塊IC3由液晶驅(qū)動(dòng)控制器和液晶顯示屏構(gòu)成，對(duì)液晶顯示模塊的操作主要是對(duì)液晶驅(qū)動(dòng)控制器的操作，液晶驅(qū)動(dòng)控制器主要控制引腳為^、R/f、A0，其中引腳A0作為顯示模塊IC3的數(shù)據(jù)命令選擇信號(hào)，若AO為低，則數(shù)據(jù)線DOD7上為數(shù)據(jù)信號(hào)；若AO為高，則數(shù)據(jù)線DOD7上為命令信號(hào)，顯示模塊IC3數(shù)據(jù)命令選擇信號(hào)AO由DSP芯片IC1的TCLK1信號(hào)控制，顯示模塊IC3的讀寫信號(hào)R/f與DSP芯片IC1的R/f信號(hào)相連，DSP芯片IC1的數(shù)據(jù)線D16D23與顯示模塊IC3的數(shù)據(jù)線DOD7相連，以實(shí)現(xiàn)顯示數(shù)據(jù)從DSP芯片IC1傳輸至顯示模塊7IC3。顯示模塊IC3的片選信號(hào)^由DSP芯片IC1的信號(hào)控制，若為低，則顯示模塊IC3使能，否則，IC3將不被選中，IC3將無法工作。為了避免數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片IC2、日歷時(shí)鐘芯片IC4、顯示模塊IC3的數(shù)據(jù)線沖突，將數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片IC2、日歷時(shí)鐘芯片IC4、顯示模塊IC3各自的8根數(shù)據(jù)線D0D7分別與DSP芯片IC1的數(shù)據(jù)線D0D7、D8D15、D16D23相連；電平轉(zhuǎn)換芯片IC6_1、IC6_2、IC6-3作用是將IC2、IC4、IC3的+5V電平轉(zhuǎn)換為滿足DSP芯片IC1的+3.3V電平，電平轉(zhuǎn)換芯片的DIR引腳為數(shù)據(jù)流方向控制引腳，由DSP芯片IC1的R/f引腳控制，若DIR為高，則數(shù)據(jù)由IC2、IC4、IC3流向IC1，否則數(shù)據(jù)由DSP芯片IC1流向IC2、IC3、IC4。當(dāng)需要進(jìn)一步對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，可以選擇RS232接口芯片IC5來進(jìn)行與計(jì)算機(jī)的通訊，RS232接口芯片IC5主要完成TTL電平與RS232電平的相互轉(zhuǎn)換，RS232接口芯片IC5的引腳R10UT與DSP芯片IC1的DR0及INT2同時(shí)連接，若計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，DSP芯片IC1通過TM^引腳實(shí)現(xiàn)中斷響應(yīng)，并通過DR0接收計(jì)算機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，RS232接口芯片IC5的引腳T1IN與DSP芯片IC1的DX0連接，當(dāng)DSP芯片IC1需要向計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，可通過DX0引腳發(fā)送至計(jì)算機(jī)，從而可以完成處理電路與計(jì)算機(jī)的半雙工通訊。為了避免存儲(chǔ)芯片IC2、日歷時(shí)鐘芯片IC4、顯示模塊IC3的總線沖突，DSP芯片IC1的引腳PX^、M^T、M^既分別與存儲(chǔ)芯片IC2、日歷時(shí)鐘芯片IC4、顯示模塊IC3的片選引腳^、^、^相連，又分別與電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-l、IC6-2、IC6-3的使能引腳M相連，采用分時(shí)操作的方式，保證了各器件的正常工作。CPLD芯片IC11的引腳1/02與芯片IC12的編碼時(shí)鐘引腳ENCCLK相連，為芯片IC12提供曼徹斯特碼編碼時(shí)鐘，其頻率為曼徹斯特碼編碼數(shù)據(jù)率的12倍；CPLD芯片IC11的引腳1/07與芯片IC12的譯碼時(shí)鐘引腳DECCLK相連，它為芯片IC12提供曼徹斯特碼譯碼時(shí)鐘，其頻率為曼徹斯特碼譯碼數(shù)據(jù)率的12倍。CPLD芯片IC11的引腳1/011產(chǎn)生低電平，它與芯片IC12的控制復(fù)位引腳MASTERESET相連，目的是不讓芯片IC12的曼徹斯特碼編碼器和曼徹斯特碼譯碼器內(nèi)部的2:1計(jì)數(shù)器和6:1分頻電路復(fù)位。地面向井下發(fā)送命令，包括地面所需井下不同注水層數(shù)據(jù)的協(xié)議命令、各注水層的復(fù)位命令等。芯片IC12的編碼數(shù)據(jù)輸出引腳SENDDATA輸出的是高電平，該引腳與CPLD芯片IC11的引腳1/013相連；芯片IC12的編碼移位時(shí)鐘引腳ENCSHCLK是輸出腳，它與CPLD芯片IC11的引腳1/01相連，通過與CPLD芯片IC11的引腳1/013上信號(hào)的邏輯組合為CPLD芯片IC11提供并串轉(zhuǎn)換的時(shí)鐘信號(hào)。并串轉(zhuǎn)換的同時(shí)產(chǎn)生芯片IC12的曼徹斯特碼編碼使能信號(hào)，該信號(hào)通過CPLD芯片IC11的引腳1/06與芯片IC12的編碼使能引腳ENCEN相連；另外并串轉(zhuǎn)換時(shí)還要產(chǎn)生芯片IC12所需的同步信號(hào)，該信號(hào)通過CPLD芯片IC11的引腳1/05送給芯片IC12的同步選擇引腳SYNCSELECT，該信號(hào)是低電平，它是曼徹斯特碼編碼操作時(shí)數(shù)據(jù)的同步信號(hào)。并串轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)經(jīng)CPLD芯片IC11的引腳1/08與芯片IC12的串行數(shù)據(jù)輸入引腳SDI相連，芯片IC12接收到CPLD芯片IC11發(fā)送來的串行數(shù)據(jù)后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行曼徹斯特碼編碼操作。芯片IC11的引腳1/010產(chǎn)生低電平，它與芯片IC12的輸出控制引腳OPUTINHIBIT相連，使得芯片IC12的編碼數(shù)據(jù)輸出歸一碼引腳BIP0NE0和歸零碼引腳BIPZERO引腳處于激活狀態(tài)。經(jīng)過曼徹斯特碼編碼以后的數(shù)據(jù)通過芯片IC12的BIPPNEO和BIPZERO引腳接到驅(qū)動(dòng)電路IC14，驅(qū)動(dòng)后的信號(hào)由變壓器IC15耦合放大與電纜IC16相連，然后與井下通訊接口電路相連。數(shù)據(jù)經(jīng)井下通訊接口電路解碼后送給井下電路，這樣就完成了一次地面至井下命令數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程。井下電路接收地面的命令后，井下的數(shù)據(jù)處理電路響應(yīng)地面的命令后，開始向地面?zhèn)鬏斚鄳?yīng)的數(shù)據(jù)。首先井下的通訊接口電路將已被井下數(shù)據(jù)處理電路處理的數(shù)據(jù)解碼，然后通過電纜IC16上傳，經(jīng)變壓器IC15耦合放大送至差分放大電路IC10，進(jìn)行信號(hào)的差分變單端、放大處理，處理后的數(shù)據(jù)與整形電路IC13相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)的整形處理。CPLD芯片IC11的引腳1/015與整形電路IC13的輸出引腳相連，CPLD芯片IC11對(duì)經(jīng)過差分放大電路IC10與整形電路IC13處理的信號(hào)進(jìn)行尖脈沖濾波，濾波后的信號(hào)通過CPLD芯片IC11的引腳1/014送到CPLD芯片IC12的單極性數(shù)據(jù)輸入引腳UNIPDI。芯片IC12的譯碼復(fù)位引腳DECRESET是輸入腳，與CPLD芯片IC11的引腳1/012相連，CPLD芯片IC11在引腳1/012上產(chǎn)生的低電平可以保證芯片IC12進(jìn)行曼徹斯特碼譯碼的操作。芯片IC12對(duì)單極性數(shù)據(jù)輸入引腳UNIPDI上的信號(hào)進(jìn)行曼徹斯特碼譯碼，譯碼后的數(shù)據(jù)再通過芯片IC12的串行數(shù)據(jù)輸出引腳SDO輸出到芯片IC11的引腳1/03。芯片IC12的譯碼時(shí)鐘移位引腳DECSHCLK是輸出腳，與芯片IC11的引腳I/09相連，它為CPLD芯片IC11提供數(shù)據(jù)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換的時(shí)鐘信號(hào)。CPLD芯片IC11對(duì)引腳1/03上的數(shù)據(jù)在時(shí)鐘信號(hào)的作用下進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，串并轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送給DSP芯片IC1，繼而通過顯示模塊IC3、RS232接口芯片IC5進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示和數(shù)據(jù)回放。芯片IC12的譯碼數(shù)據(jù)輸出引腳TAKEDATA輸出的是高電平，該引腳與CPLD芯片IC11的引腳1/04相連，該信號(hào)作為數(shù)據(jù)顯示與回放的中斷使能信號(hào)。這樣就完成了一次井下至地面數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程。差分放大電路IC10和整形電路IC13如圖4所示，由放大器IC18IC21、二極管DlD4以及電阻RlR13組成，其中IC18IC20、二極管DlD4以及電阻RlR10組成的電路為差分放大電路，IC21和電阻R11R13組成的電路為整形電路。其中變壓器IC15的3、4引腳輸出的差分信號(hào)，經(jīng)IC18變?yōu)閱味诵盘?hào)，再經(jīng)放大電路IC19、IC20的二級(jí)放大后，其數(shù)據(jù)進(jìn)入整形電路IC13。整形的數(shù)據(jù)送到CPLD芯片IC11引腳1/015進(jìn)行尖脈沖濾波，濾波后的信號(hào)再通過CPLD芯片IC11進(jìn)行曼徹斯特譯碼、串并轉(zhuǎn)換處理，處理后的數(shù)據(jù)通過并口送給DSP芯片IC1。電源電路為整個(gè)電路提供+1.8V、+3.3V、+5V、+15V、-15V、+400V(顯示模塊背光燈用)等各種電壓，電源電路由外界提供+5V直流電壓，同時(shí)與DSP芯片的M^f引腳相連，用于上電復(fù)位。對(duì)上述的分層注水井地面裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，測試結(jié)果如下。實(shí)驗(yàn)環(huán)境實(shí)驗(yàn)室常溫領(lǐng)lj試。理論值實(shí)際測試值時(shí)間(秒)相對(duì)誤差(％)19.4983206820.1317.27-0.03137999616.5602197619.8516.97-0.16573200218.9196062119.6416.96-0.0366799289<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>從上述數(shù)據(jù)可以看出這種注水裝置的流量檢測具有較小的相對(duì)誤差。權(quán)利要求一種分層注水的地面裝置，其特征在于，包括DSP芯片(IC1)、數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片(IC2)、顯示模塊(IC3)、日歷時(shí)鐘芯片(IC4)、RS232接口芯片(IC5)、通訊模塊(IC7)、第一晶體振蕩器(IC8)、電源電路(IC9)以及第一電平轉(zhuǎn)換芯片(IC6-1)、第二電平轉(zhuǎn)換芯片(IC6-2)和第三電平轉(zhuǎn)換芯片(IC6-3)，DSP芯片(IC1)的地址線A0～A18與數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片(IC2)的地址線A0～A18相連；DSP芯片(IC1)的數(shù)據(jù)線D0～D7、D8～D15、D16～D23分別通過第一電平轉(zhuǎn)換芯片(IC6-1)、第二電平轉(zhuǎn)換芯片(IC6-2)和第三電平轉(zhuǎn)換芯片(IC6-3)與數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片(IC2)的數(shù)據(jù)線D0～D7、日歷時(shí)鐘芯片(IC4)的數(shù)據(jù)線D0～D7相連及顯示模塊(IC3)的數(shù)據(jù)線D0～D7相連；DSP芯片(IC1)的數(shù)據(jù)線D24～D31與通訊模塊(IC7)的引腳相連；DSP芯片(IC1)的CLKX0引腳與數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片(IC2)的OE引腳相連；DSP芯片(IC1)的R/W引腳分別與數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片(IC2)的WE引腳、顯示模塊(IC3)的R/W引腳以及第一電平轉(zhuǎn)換芯片(IC6-1)、第二電平轉(zhuǎn)換芯片(IC6-2)和第三電平轉(zhuǎn)換芯片(IC6-3)的DIR引腳相連；DSP芯片(IC1)的TCLK0、XF0、XF1引腳分別與日歷時(shí)鐘芯片(IC4)的AS、CS、R/W引腳相連；DSP芯片(IC1)的DX0引腳與RS232接口芯片(IC5)的R1IN引腳相連；DSP芯片(IC1)的引腳DR0、INT2相連并通過電阻(R14)、(R15)分壓后與RS232接口芯片(IC5)的R1OUT引腳相連；DSP芯片(IC1)的引腳TCLK1與顯示模塊(IC3)的引腳A0相連；DSP芯片(IC1)的引腳PAGE0、PAGE1、PAGE2分別既與電平轉(zhuǎn)換芯片(IC6-1)、(IC6-2)、(IC6-3)的使能端OE相連，又分別與數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片(IC2)的引腳CE、日歷時(shí)鐘芯片(IC4)的引腳DS、顯示模塊(IC3)的引腳CS相連；DSP芯片(IC1)采用外部時(shí)鐘方式，其EXTCLK引腳與第一晶體振蕩器(IC8)的OSC相連，DSP芯片(IC1)的XIN引腳與第一晶體振蕩器(IC8)的GND相連；電源電路(IC9)為整個(gè)電路的其他模塊提供電源。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種分層注水的地面裝置，其特征在于，通訊模塊(IC7)包括CPLD芯片(IC11)、曼徹斯特碼芯片(IC12)、驅(qū)動(dòng)電路(IC14)、變壓器(IC15)、電纜(IC16)、晶體振蕩器(IC17)、差分放大電路(IC10)和整形電路(IC13)，CPLD芯片(IC11)的VCCIO、VCCINT引腳分別接電壓+3.3V和+5V;CPLD芯片(IC11)的引腳1/011/014分別與曼徹斯特碼芯片IC12的ENCSHCLK、ENCCLK、SDO、TAKEDATA、SYNCSELECT、ENCEN、DECCLK、SDI、DECSHCLK、OPUTINHIBIT、MASTERESET、DECRESET、SENDDATA、UNIPDI引腳相連；CPLD芯片(IC1)的1/015引腳與整形電路(IC13)的輸出端相連；CPLD芯片(IC11)的1/016引腳與第二晶體振蕩器(IC17)的OSC引腳相連；曼徹斯特碼芯片(IC12)的BIPONEO和BIPZERO引腳與驅(qū)動(dòng)電路(IC14)的輸入引腳IN1、IN2相連；變壓器(IC15)具有兩組繞組，一組繞組的初級(jí)引腳I(1)、引腳I1(2)與驅(qū)動(dòng)電路(IC14)的輸出引腳0UT1、0UT2相連，次級(jí)引腳VI(5)、引腳VI1(6)與電纜(IC16)的纜芯相連；另一組繞組的次級(jí)引腳III(3)、引腳V(4)與差分放大電路(IC10)輸入端相連，差分放大電路(IC10)的輸出又與整形電路(IC13)的輸入相連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種分層注水的地面裝置，其特征在于，差分放大(IC10)及整形電路(IC13)由放大器(IC18IC21)、二極管(DlD4)以及電阻(RlR13)組成，其中放大器(IC18IC20)、二極管(DlD4)以及電阻(RlR10)組成的電路為差分放大電路，放大器(IC21)和電阻RllR13組成的電路為整形電路。變壓器(IC15)的引腳I工I(3)、引腳V(4)分別經(jīng)過電阻(Rl)、(R2)與放大器(IC18)的反、正向輸入端相連；二極管(D1)、(D2)以及電阻(R3)并聯(lián)后與放大器(IC18)的反向輸入端、輸出端相連，其中二極管(Dl)、(D2)反向放置，(Dl)的陽極與(D2)的陰極相連；放大器(IC18)的輸出端經(jīng)過電阻(R6)與放大器(IC19)的反向輸入端相連；二極管(D3)、(D4)以及電阻(R4)并聯(lián)后與放大器(IC19)的反向輸入端、輸出端相連，其中二極管(D3)、(D4)反向放置，(D3)的陽極與(D4)的陰極相連；放大器(IC19)的輸出端經(jīng)過電阻(R7)與放大器(IC20)的反向輸入端相連；電阻(R5)的兩端分別與放大器(IC20)的的反向輸入端、輸出端相連；放大器(IC20)的輸出端與放大器(IC21)的反向輸入端相連；電阻(R8)、(R9)、(R10)—端接地，另一端分別與放大器(IC18)、(IC19)、(IC20)的正向輸入端相連；電阻(R11)的一端接放大器(IC21)的正向輸入端，另一端接-15V電源；電阻(R12)、(R13)的一端分別接放大器(IC21)的正向輸入端、輸出端，另一端都與+5V電源相連；放大器(IC18IC21)的電源引腳分別接+15V和-15V電源。全文摘要一種分層注水的地面裝置，DSP芯片IC1分別與第一電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-1、第二電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-2、第三電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-3、通訊模塊IC7、第一晶體振蕩器IC8、電源電路IC9和RS232接口芯片IC5相連，第一電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-1與數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)芯片IC2相連，第二電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-2與日歷時(shí)鐘芯片IC4相連，第三電平轉(zhuǎn)換芯片IC6-3與顯示模塊IC3相連，本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)、高效的對(duì)注水井采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、動(dòng)態(tài)顯示、數(shù)據(jù)回放并能與計(jì)算機(jī)通訊。文檔編號(hào)E21B47/12GK101725343SQ20091021951公開日2010年6月9日申請(qǐng)日期2009年12月16日優(yōu)先權(quán)日2009年12月16日發(fā)明者黨瑞榮,李利品,謝雁,高國旺申請(qǐng)人:西安石油大學(xué)