專利名稱：一種警示儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種警示儀。
背景技術(shù)：
警示儀是一種多參數(shù)綜合安全防護(hù)儀器，普遍使用在國內(nèi)石油行業(yè)井下施工中。[0003] 大多數(shù)的警示儀均功能單一，只具備顯示和警示功能，而且大多為機(jī)械類防護(hù)儀表，綜合類的安全防護(hù)儀器或儀表比較少見。 尤其在石油、地質(zhì)勘探，各種鉆機(jī)或修井機(jī)作業(yè)過程中，懸重和升降限位的控制對(duì)作業(yè)的安全非常重要，然而，綜合指示懸重和升降限位功能，并且能夠在控制超限時(shí)進(jìn)行安全操作的儀表領(lǐng)域，就國內(nèi)現(xiàn)狀而言仍然是空白。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種警示儀，以實(shí)現(xiàn)警示儀兼容指重和限位功能，改善現(xiàn)有儀表功能單一的現(xiàn)狀，并能在超載或超限運(yùn)行時(shí)，控制相關(guān)閥體進(jìn)行制動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)或修井作業(yè)機(jī)械超限安全保護(hù)。 —種警示儀，包括設(shè)有具備發(fā)出載重警示信號(hào)功能的第一單片機(jī)的指重部分和設(shè)有具備發(fā)出升限警示信號(hào)功能的第二單片機(jī)的防碰部分，還包括電源部分和具有第一隔離二極管及第二隔離二極管的報(bào)警控制部分，其中 所述第一單片機(jī)通過第一隔離二極管與報(bào)警控制部分連接，同時(shí)與所述電源部分連接； 所述第二單片機(jī)通過第二隔離二極管與報(bào)警控制部分連接，同時(shí)與所述電源部分連接。 優(yōu)選地，所述指重部分包括[0010] 所述第一單片機(jī)； 用于測(cè)量鋼絲繩張力的拉力傳感器； 用于將所得到的所述張力對(duì)應(yīng)的張力模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器；[0013] 用于驅(qū)動(dòng)顯示器顯示所述第一單片機(jī)處理運(yùn)算所述數(shù)字信號(hào)得到的載重值的顯示驅(qū)動(dòng)器； 用于顯示所述載重值的顯示器； 用于設(shè)置報(bào)警參數(shù)及其他參數(shù)，并將參數(shù)信息傳送給所述第一單片機(jī)處理的的第一參數(shù)設(shè)置裝置。 優(yōu)選地，所述防碰部分包括[0017] 所述第二單片機(jī)； 用于接收吊鉤升降信號(hào)，并將所述升降信號(hào)傳送到所述第二單片機(jī)的位置傳感器； 用于設(shè)置升限位置報(bào)警參數(shù)及其他參數(shù)，并將參數(shù)信息傳送給所述第二單片機(jī)處
3理的的第二參數(shù)設(shè)置裝置。 優(yōu)選地，所述第一隔離二極管與第二隔離二極管并聯(lián)連接，用于控制所述指重部分或防碰部分的單獨(dú)工作。 優(yōu)選地，所述報(bào)警控制部分包括聲光報(bào)警裝置和保護(hù)控制輸出裝置， 所述聲光報(bào)警裝置用于接收由第一單片機(jī)根據(jù)第一參數(shù)設(shè)置裝置的設(shè)定的載重
值或第二單片機(jī)根據(jù)第二參數(shù)設(shè)置裝置設(shè)定的升限值，在超出載重值或超出升限值時(shí)發(fā)出
的報(bào)警信號(hào)，并發(fā)出聲光報(bào)警指示； 所述保護(hù)控制輸出裝置用于在所述報(bào)警控制部分發(fā)出聲光報(bào)警指示的同時(shí)，控制
驅(qū)動(dòng)與所述警示儀相連的制動(dòng)閥體動(dòng)作。 優(yōu)選地，所述電源部分具體為直流電壓轉(zhuǎn)換電源。 優(yōu)選地，所述制動(dòng)閥體為氣動(dòng)或液體閥體。 從上述的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例綜合了多種儀表的功能，指示并記錄作業(yè)鉆具載重和升降位置值，能夠幫助作業(yè)人員及時(shí)準(zhǔn)確掌握鉆機(jī)或修井機(jī)在作業(yè)中的工作參數(shù)以判斷鉆具的工作狀態(tài)，而且，在超重或超出限定位置時(shí)能實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)或修井作業(yè)機(jī)械超限安全保護(hù)，從而改變石油行業(yè)井下作業(yè)設(shè)備安全防護(hù)儀器功能單一的落后局面，改善設(shè)備的安全防護(hù)性能，有效避免重大安全事故的發(fā)生。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。[0028] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的-[0029] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的圖； 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的圖； 圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的示意圖； 圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的圖； 圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的-[0034] 圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的-
具體實(shí)施方式圖1示出了警示儀的結(jié)構(gòu)，包括[0036] 設(shè)有具備發(fā)出載重警示信號(hào)功能的第一單片機(jī)103的指重部分1A ;[0037] 設(shè)有具備發(fā)出升限警示信號(hào)功能的第二單片機(jī)109的防碰部分1B ;[0038] 電源部分1D和具有第一隔離二極管1031及第二隔離二極管1091的報(bào)警控制部
種警示儀的結(jié)構(gòu)示意-種警示儀實(shí)現(xiàn)指重部分功能的電路結(jié)構(gòu)示意
-種警示儀實(shí)現(xiàn)防碰部分功能的電路結(jié)構(gòu)示意
-種警示儀實(shí)現(xiàn)報(bào)警控制部分功能的電路結(jié)構(gòu)
-種警示儀實(shí)現(xiàn)電源部分功能的電路結(jié)構(gòu)示意
種實(shí)現(xiàn)警示儀指重部分功能的流程圖；種實(shí)現(xiàn)警示儀防碰部分功能的流程圖。分1C，其中 指重部分1A :所述第一單片機(jī)103通過第一隔離二極管1031與報(bào)警控制部分1C連接，同時(shí)與電源部分1D連接； 防碰部分IB :所述第二單片機(jī)109通過第二隔離二極管1091與報(bào)警控制部分1C
連接，同時(shí)與電源部分1D連接。 圖1還示出了指重部分1A，包括 拉力傳感器101 :用于測(cè)量鋼絲繩張力的拉力傳感器； 數(shù)模轉(zhuǎn)換器102 :用于將所得到的張力模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào) 第一單片機(jī)103 :用于處理運(yùn)算所述數(shù)字信號(hào)得到載重值，設(shè)備一旦載荷過載，單
片機(jī)立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，通過報(bào)警控制裝置發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)輸出控制信號(hào)控制設(shè)
備剎車制動(dòng)，防止超載； 顯示驅(qū)動(dòng)器104 :用于驅(qū)動(dòng)顯示器顯示所述載重值； 顯示器105 :用于顯示所述載重值，所述顯示器采用大液晶數(shù)字顯示，直觀清晰，并帶有夜視背光源，可全天候工作。
第一參數(shù)設(shè)置裝置106 :設(shè)置載重報(bào)警參數(shù)及其他參數(shù)，并將所述參數(shù)傳送給所
述第一單片機(jī)處理，所述第一參數(shù)設(shè)置裝置可以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整載荷的顯示精度。
圖1還示出了防碰部分1B，包括 位置傳感器111 :用于接收吊鉤升降信號(hào)； 第二單片機(jī)109 :用于處理運(yùn)算所述升降信號(hào)，設(shè)備一旦升降超過限位值，單片機(jī)
立即發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)輸出控制信號(hào)控制設(shè)備剎車制動(dòng)，防止超限使用； 第二參數(shù)設(shè)置裝置110 :用于設(shè)置升限位置報(bào)警參數(shù)及其他參數(shù)，并將所述參數(shù)
傳送給第二單片機(jī)處理，所述第二參數(shù)設(shè)置裝置可以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整載荷的顯示精度。
圖1還示出了報(bào)警控制部分1C : 聲光報(bào)警裝置107 :用于接收由第一單片機(jī)根據(jù)第一參數(shù)設(shè)置裝置的設(shè)定的載重值或第二單片機(jī)根據(jù)第二參數(shù)設(shè)置裝置設(shè)定的升限值，在超出載重值或超出升限值時(shí)發(fā)出的報(bào)警信號(hào)，并發(fā)出聲光報(bào)警指示。 保護(hù)控制輸出裝置108 :與外圍制動(dòng)氣動(dòng)或液動(dòng)閥體連接，在所述報(bào)警控制部分1C發(fā)出聲光報(bào)警指示的同時(shí)，控制驅(qū)動(dòng)相關(guān)制動(dòng)閥體動(dòng)作。 圖1還示出了電源部分ID :因作業(yè)設(shè)備采用直流24V供電，故電源采用直流電壓轉(zhuǎn)換器(DC/DC)，其具有供電范圍寬，穩(wěn)定性好，溫升低等優(yōu)點(diǎn)，將24V電壓轉(zhuǎn)換成各種所需電壓，供給各部分電路。 根據(jù)以上實(shí)施例可以看出本實(shí)用新型實(shí)施例指示并記錄作業(yè)鉆具指重和升降位置值，作業(yè)人員可及時(shí)準(zhǔn)確掌握鉆機(jī)或修井機(jī)在作業(yè)中的工作參數(shù)，判斷鉆具的工作狀態(tài)，且在超重或超出限定位置時(shí)能控制氣動(dòng)或液動(dòng)閥體，實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)或修井作業(yè)機(jī)械超限安全保護(hù)，從而改變石油行業(yè)井下作業(yè)設(shè)備安全防護(hù)儀器功能單一的落后局面，改善設(shè)備的安全防護(hù)性能，有效避免重大安全事故的發(fā)生。 圖2示出了警示儀實(shí)現(xiàn)指重部分功能的一種電路連接方式拉力傳感器與四線接口 CGQ2連接，接通A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換IC401， A/D采用帶放大器的16位數(shù)模轉(zhuǎn)換，直接將微弱信號(hào)(mV級(jí))轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，其輸出信號(hào)通過三線串行口與單片機(jī)IC403連通，單片機(jī)IC403負(fù)責(zé)信號(hào)處理運(yùn)算，顯示信號(hào)串行輸出，經(jīng)接口 XS輸出至顯示驅(qū)動(dòng)部分，液晶顯示器 顯示(顯示原理省略)。為提高單片機(jī)的可靠性，防止單片機(jī)工作時(shí)死機(jī)，還增加帶看門狗 復(fù)位電路的存儲(chǔ)器IC402，使用S401-S405五個(gè)按鍵，可以方便輸入各種參數(shù)，重要參數(shù)存 儲(chǔ)在存儲(chǔ)器IC402中，防止掉電丟失。報(bào)警控制信號(hào)經(jīng)單片機(jī)IC403第7腳(P3. 3)輸出至 DlOl。 圖3示出了警示儀實(shí)現(xiàn)防碰部分功能的一種電路連接方式；位置傳感器輸出雙路 信號(hào)與四線接口 CGQ1連接，經(jīng)光電偶合器0101至單片機(jī)IC101，按鍵S101、S102接單片機(jī) IC101第14、 15腳，設(shè)置升限報(bào)警預(yù)置，為提高可靠性，防止單片機(jī)工作時(shí)死機(jī)，還增加帶看 門狗復(fù)位電路IC102。單片機(jī)根據(jù)輸入雙路位置信號(hào)，經(jīng)處理運(yùn)算，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備升降變化， 一旦升限超過報(bào)警值，第2腳(P3. 0)立即輸出控制信號(hào)至報(bào)警控制部分D102。 圖4示出了警示儀實(shí)現(xiàn)報(bào)警控制部分功能的一種電路連接方式；指重、防碰報(bào)警 控制信號(hào)，分別經(jīng)隔離二極管DlOl、 D102至三極管N203輸出兩路， 一路至電阻R204、閃光 電路IC201、驅(qū)動(dòng)三極管N202驅(qū)動(dòng)報(bào)警指示燈LE匿201，報(bào)警時(shí)1HZ閃爍。另一路至電阻 R201、驅(qū)動(dòng)N201驅(qū)動(dòng)繼電器JD201動(dòng)作，控制氣(液)動(dòng)閥體。 圖5示出了警示儀實(shí)現(xiàn)電源部分功能的一種電路連接方式；外部直流24V經(jīng)二線 接口 DY，至防反接保護(hù)二極管D301輸入，輕觸開關(guān)S301，通過繼電器JD301控制整機(jī)的開、 關(guān)，電源穩(wěn)壓部分采用直流DC/DC電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)電路V301，將24V變?yōu)?2V，再經(jīng)三端穩(wěn)壓 塊V301、V401、V501變?yōu)?V電壓，供給各部分電路使用。 圖6示出了一種實(shí)現(xiàn)警示儀指重部分功能的流程圖，具體過程包括以下步驟 步驟601:開機(jī)； 步驟602 :單片機(jī)初始化； 步驟603 :數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，顯示計(jì)算處理結(jié)果； 步驟604 :加載報(bào)警預(yù)置數(shù)值； 步驟605 :判斷載重值是否超出報(bào)警數(shù)值，如果超出則進(jìn)入步驟606 ;如果沒有超 出，返回步驟604 ; 步驟606 :發(fā)出聲光報(bào)警指示，控制相關(guān)閥體動(dòng)作制動(dòng)； 步驟607:結(jié)束。 圖7示出了的一種實(shí)現(xiàn)警示儀防碰部分功能的流程圖，具體過程包括以下步驟 步驟701:開機(jī)； 步驟702 :清除報(bào)警位置參數(shù)值； 步驟703 :設(shè)置報(bào)警位置值，儲(chǔ)存報(bào)警值； 步驟704 :位置檢測(cè)，方向判斷，信號(hào)處理計(jì)算； 步驟705 :判斷升降位置值是否超出報(bào)警數(shù)值，如果超出則進(jìn)入步驟706 ;如果沒 有超出，返回步驟704 ; 步驟706 :發(fā)出聲光報(bào)警指示，控制相關(guān)閥體動(dòng)作制動(dòng)； 步驟707:結(jié)束。 本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他 實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。 專業(yè)人員還可以進(jìn)一步意識(shí)到，結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或者二者的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)，為了清楚地說明硬件和 軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些 功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專業(yè) 技術(shù)人員可以對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用來使用不同方法來實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng) 認(rèn)為超出本實(shí)用新型的范圍。 對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新 型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定 義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因 此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理 和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求一種警示儀，其特征在于，包括設(shè)有具備發(fā)出載重警示信號(hào)功能的第一單片機(jī)的指重部分和設(shè)有具備發(fā)出升限警示信號(hào)功能的第二單片機(jī)的防碰部分，還包括電源部分和具有第一隔離二極管及第二隔離二極管的報(bào)警控制部分，其中所述第一單片機(jī)通過第一隔離二極管與報(bào)警控制部分連接，同時(shí)與所述電源部分連接；所述第二單片機(jī)通過第二隔離二極管與報(bào)警控制部分連接，同時(shí)與所述電源部分連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的警示儀，其特征在于，所述指重部分包括所述第一單片機(jī)；用于測(cè)量鋼絲繩張力的拉力傳感器；用于將所得到的所述張力對(duì)應(yīng)的張力模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器；用于驅(qū)動(dòng)顯示器顯示所述第一單片機(jī)處理運(yùn)算所述數(shù)字信號(hào)得到的載重值的顯示驅(qū)動(dòng)器；用于顯示所述載重值的顯示器；用于設(shè)置載重報(bào)警參數(shù)及其他參數(shù)，并將參數(shù)信息傳送給所述第一單片機(jī)處理的的第一參數(shù)設(shè)置裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的警示儀，其特征在于，所述防碰部分包括所述第二單片機(jī)；用于接收吊鉤升降信號(hào)，并將所述升降信號(hào)傳送到所述第二單片機(jī)的位置傳感器；用于設(shè)置升限位置報(bào)警參數(shù)及其他參數(shù)，并將參數(shù)信息傳送給所述第二單片機(jī)處理的的第二參數(shù)設(shè)置裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的警示儀，其特征在于，所述第一隔離二極管與第二隔離二極管并聯(lián)連接，用于控制所述指重部分或防碰部分的單獨(dú)工作。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的警示儀，其特征在于，所述報(bào)警控制部分包括聲光報(bào)警裝置和保護(hù)控制輸出裝置，所述聲光報(bào)警裝置用于接收由第一單片機(jī)根據(jù)第一參數(shù)設(shè)置裝置的設(shè)定的載重值或第二單片機(jī)根據(jù)第二參數(shù)設(shè)置裝置設(shè)定的升限值，在所述警示儀監(jiān)測(cè)的設(shè)備載荷超出所述設(shè)定的載重值時(shí)，接收所述第一單片機(jī)發(fā)出的相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)或所述設(shè)備升降位置超出所述設(shè)定的升限值時(shí)接收所述第二單片機(jī)發(fā)出的相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)，并發(fā)出聲光報(bào)警指示；所述保護(hù)控制輸出裝置用于在所述報(bào)警控制部分發(fā)出聲光報(bào)警指示的同時(shí)，控制驅(qū)動(dòng)與所述警示儀相連的制動(dòng)閥體動(dòng)作。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的警示儀，其特征在于，所述電源部分具體為直流電壓轉(zhuǎn)換電源。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的警示儀，其特征在于，所述制動(dòng)閥體為氣動(dòng)或液體閥體。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種警示儀，包括設(shè)有具備發(fā)出載重警示信號(hào)功能的第一單片機(jī)的指重部分、設(shè)有具備發(fā)出升限警示信號(hào)功能的第二單片機(jī)的防碰部分、電源部分和具有第一隔離二極管及第二隔離二極管的報(bào)警控制部分，其中所述第一單片機(jī)通過第一隔離二極管與報(bào)警控制部分連接，同時(shí)與電源部分連接；所述第二單片機(jī)通過第二隔離二極管與報(bào)警控制部分連接，同時(shí)與電源部分連接。本實(shí)用新型提供的警示儀綜合多種儀表的功能，指示并記錄作業(yè)鉆具載重和升降位置值，幫助作業(yè)人員及時(shí)準(zhǔn)確掌握鉆機(jī)或修井機(jī)在作業(yè)中的工作參數(shù)，判斷鉆具的工作狀態(tài)，在超重或超限位時(shí)能控制氣動(dòng)或液動(dòng)閥體，實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)或修井作業(yè)機(jī)械超限安全保護(hù)。
文檔編號(hào)E21F17/18GK201526338SQ20092015908
公開日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2009年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者于文洋, 呂忠, 梁忠波, 王振剛, 馬玉海 申請(qǐng)人:青島遼青機(jī)電科技開發(fā)有限公司