【摘要】：在石油勘探和生產(chǎn)領(lǐng)域,各油田對于水力壓裂技術(shù)的使用越來越廣泛。由于在水力壓裂施工期間,作業(yè)現(xiàn)場需要使用大量儲液罐存儲壓裂液,所以需要對液罐中液位的變化情況進(jìn)行實時監(jiān)測,保障施工順利進(jìn)行,防止冒罐或者缺液。在過去一直選擇使用人工測量方式對儲液罐的液位高度進(jìn)行監(jiān)測,但是這種監(jiān)測方式勞動強(qiáng)度大、工作效率低,還存在極大的安全隱患。因此需要設(shè)計一套遠(yuǎn)程液位監(jiān)測系統(tǒng),對液位進(jìn)行實時監(jiān)測,同時可以掌握各類液體剩余液量,便于統(tǒng)籌管理。在關(guān)鍵技術(shù)的對比中,選擇使用超聲波液位測量技術(shù)進(jìn)行液位監(jiān)測;選擇使用基于SI4438射頻芯片的無線通信技術(shù)進(jìn)行無線數(shù)據(jù)通信。由于施工作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜,針對液位監(jiān)測的實際應(yīng)用場景進(jìn)行了需求分析。最終將低功耗作為本系統(tǒng)設(shè)計核心。液位監(jiān)測系統(tǒng)分為液位監(jiān)測節(jié)點和上位機(jī)兩部分組成,通過無線通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。液位監(jiān)測節(jié)點中包括了微控制單元、超聲波液位測量模塊、電源模塊和節(jié)點無線通信模塊。上位機(jī)主要任務(wù)是配置節(jié)點展示信息、喚醒指定液位監(jiān)測節(jié)點、接收液位監(jiān)測節(jié)點液位等信息和對液位信息進(jìn)行展示報警等處理。在無線組網(wǎng)方式選擇為星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。因為本系統(tǒng)設(shè)計的核心是低功耗,所以重點從微控制單元中低功耗的實現(xiàn)、電源模塊低功耗設(shè)計、電池電量測量中低功耗的實現(xiàn)、待機(jī)模式喚醒和液位監(jiān)測節(jié)點工作流程設(shè)計等幾個方面進(jìn)行闡述。在液位測量功能中,重點描述了超聲波接收電路對回波信號的處理。同時對節(jié)點無線模塊進(jìn)行配置,并將無線模塊發(fā)送模式選擇為定點發(fā)送。在上位機(jī)中,重點介紹了通信協(xié)議的設(shè)計、工作流程設(shè)計和界面展示。為了滿足液位監(jiān)測節(jié)點的應(yīng)用需求,需要對本系統(tǒng)進(jìn)行功能測試。主要測試監(jiān)控平臺和硬件終端。在監(jiān)測平臺測試中,重點對監(jiān)測平臺的展示信息進(jìn)行功能測試,在硬件終端測試中,重點對超聲波測距模塊的測量誤差進(jìn)行測試分析,同時通過上位機(jī)與多個液位監(jiān)測節(jié)點進(jìn)行組網(wǎng)測試。最后對液位監(jiān)測節(jié)點連續(xù)工作時間進(jìn)行測量與計算。測試結(jié)果表明,該系統(tǒng)滿足設(shè)計需求,并應(yīng)用于實際工程中,具有一定的工程應(yīng)用價值。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP274;TE357
【圖文】：

行不斷監(jiān)測，這樣提高了工作人員的勞動強(qiáng)度，還極大的降低了勞動效率。（4）工作人員為了查看相鄰液罐液位高度情況，經(jīng)常會在罐體上下兩層之間走動，如圖1.1所示。但是罐體上下兩層之間活動區(qū)域小，容納工作人員站立的地方只有十幾厘

量是一種非接觸式液位測量技術(shù)，如今此種可與使用[14]。雷達(dá)液位測量有脈沖微波（式[15]。作原理是通過雷達(dá)發(fā)射能量極低的高頻微天線接收到此反射信號，這時微波脈沖信將時間差轉(zhuǎn)換為距離長度，實現(xiàn)測量液位的距離為D，微波傳輸速度為光速C，時離2CTD ；距離為L，設(shè)液位高度為Q；示意圖如圖L-D;

無線測試現(xiàn)場

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本文編號：2800210