石油仪器（精选7篇）
石油仪器 篇1
各种先进的电子设备随着科技的飞速发展而逐渐应用在石油行业中, 和其他电子设备一样, 石油仪器设备存在一些缺点, 比如过电流、电压耐受能力差, 绝缘等级较低, 对外界干扰敏感等。石油仪器设备对电涌的防护不当, 会导致设备故障, 降低设备使用寿命, 甚至还有导致人员伤亡。而在我国石油仪器设备中电涌的威胁并没有受到足够的重视, 所以研究石油设备中的电涌防护技术具有相当重要的价值。
1 电涌的概述
电涌也叫浪涌, 它是一种是异常大的微秒量级电流脉冲, 其持续时间大约百万分之一秒, 单位能量在2.5-10MJ/Ω左右。电涌会产生短暂的过电压, 破坏电子设备。并且随着半导体的厚度在减小, 承受能力未成倍增长, 电涌这种瞬态过电压对电子设备的破坏的可能、程度也越来越大。
2 电涌产生的原因
2.1 直击雷
直击雷有两种情况, 一是雷电击中建筑物具有引雷作用的装置, 会直接放电, 并将电流引入建筑物的内部设备中, 其雷电流具有高能量。另外是雷电击中建筑物的外部防雷装置, 这时雷电流就会通过引雷装置传输到大地, 使地电动势提升, 并从设备接地线反冲到设备中。
这两种雷击都会产生电涌现象, 导致设备过流而损坏。
2.2 感应雷及雷电波入侵
雷云放电会使设备产生静电感应和电磁感应, 从而导致设备过电压。感应电荷沿着设备的线路产生过电流冲击, 另外, 雷击会产生交变电磁场, 磁场的能量作用在设备上, 对设备产生不同程度的损坏。感应雷能量没有直击雷那么强, 但其产生的概率要比直击雷大得多。
2.3 系统过电压或者电网波动
导体上的电流在流动时, 会感应出磁场并以磁场的形式储存能量, 如果设备中存在电感, 那么设备在开关时就瞬态的过电压。电网波动与开关时的过电压一样, 都有可能会导致设备电子元件损坏。
2.4 地电位反击
雷击到接闪器或者引下线, 可能会引起地电位上升, 从而对附近的电子设备产生反击, 导致设备的绝缘皮破坏, 损坏其绝缘性能。
3 石油仪器设备电涌防护的措施
3.1 接闪
对于在户外生产的石油仪器设备, 如果建筑物的材质, 或者设备本身材料的压力、温度以及性质等能够防护雷击, 就可以选用设备本身为接闪器;如果设备内燃料为易燃易爆物质, 并且其操作温度大于闪点, 金属外壳面积较大, 也可以不用设置额外的接闪器, 而选用设备本身当作接闪器;如果设备内燃料操作温度大于闪点, 但是其金属外壳较小, 则需要在设备建筑顶部加设避雷针来接闪。
3.2 分流
不论石油设备的生产装置是否装设接闪器, 都需要顾及到分流问题。尽可能多的布设接地点、下引线。对于大型的石油仪器设备, 其接地点不能少于2处;对于小型的石油设备, 必须接地。在一些特殊的位置, 比如管道的分支处、始末端也需设置接地。可以选用接地可靠、导电性能好的金属构架把电流引到大地, 避免电流流过受保护的石油仪器设备。设置分流的下引线的阻抗要低, 这样能有效降低电位, 同时要求其散流好, 使电流大面积地向大地泄漏, 从而保护石油仪器设备以及人员的安全。
3.3 接地
在石油设备防护的接地装置中, 有防静电接地、信号地、屏蔽电磁设置地、防雷地装置、SPD地等。对于这些起不同作用的接地, 需要将它们接到一个共同的接地装置中。并且该接地装置的接地阻值不应该大于4Ω。根据石油设备生产装置的位置, 比如配电仪表间、空压机房等地点, 将接地设置成环形闭合的形式。并且每个小型的环形闭合接地装置通过扁钢与相邻的环形闭合接地装置连接起来, 整合成一个大型的环形接地装置, 将不同位置的机房统一起来。
3.4 均压
在石油仪器设备所在的生产建筑物内, 选用导电体将设备本身的金属壳体与邻近设备的金属壳体连接起来, 连接的导体可以置在地上, 也可以布置在地下, 这样可以使设备之间的感应电动势平衡, 避免发生电火花的现象。在两个设备连接起来以后, 操作人员应避免同时接触这两个设备, 否则可能会产生电击。石油仪器设备的易爆危险区域, 就更需要进行均压设置。因为在两个相邻的金属外壳的设备间, 如果存在电动势差, 即使只是空气作为介质, 也可能会产生雷击电火花, 从而导致爆炸。另外, 不允许有单独的金属导体布置在易爆的危险区域内, 即使是与地面绝缘, 但是与相邻的导体间不连接的金属也不能存在。
3.5 设备屏蔽
石油仪器设备大多都是在野外运作的, 其直接暴露在电磁以及电涌干扰中。对于这类户外的石油仪器设备, 可以利用屏蔽体将其屏蔽, 减轻电磁对电子设备的干扰, 衰减电涌的能量。一般工程中经常应用的石油设备屏蔽体有法拉第笼、屏蔽盒以及金属设备本身的壳体等。
3.6 保护
石油仪器设备大多是弱电设备, 有时采用以上的接闪、均压、分流以及屏蔽等方法也足以消除电涌的威胁, 因为石油仪器设备的耐过电压能力不强, 电涌虽然衰减了, 但仍然高于设备的承受能力, 所以还需要采用额外的保护措施。综合不同防护方法的优点, 构建多级电涌保护, 比如在电涌容易损坏的接口设置过电流、电压保护装置, 电涌吸收装置。在电子控制系统输入端的电源线, 输出端的信号线上设置细保护、粗保护等, 是侵入的瞬态过电压衰减到设备能承受的范围之内。
4 结论
石油仪器设备的电涌防护是一项综合性很强的系统工程。在实际的应用中需要综合使用不同的防护措施, 协调各种防雷装置的作用。在设计石油仪器设备电涌防护的时候, 要从高标准的目标出发, 遵循“综合运用、多重防护、有效保护”的基本思想, 避免设备遭受电涌损坏, 以及人员伤亡、财产损失不测的发生。总之, 随着科学的不断发展, 以及人们对电涌过电流、电压理论的研究的深入, 石油仪器设备的电涌防护手段和等级将会得到有效的升级。
摘要：各种先进的电子设备对电流、电压脉冲的敏感度随着电子技术的迅猛发展越来越高。电涌是一种电子设备损坏的主要原因, 正确设计电涌防护, 避免内部电涌和外部电涌过压, 保证设备的正常运行。本文主要简单阐述了电涌的定义, 以及分析了电涌产生的原因, 并针对石油仪器设备的电涌防护的相关问题提出一些确实可行的措施。
关键词：电涌防护,石油仪器,措施
参考文献
[1]郑志平, 田奇.小议电涌防护的重要性[J].黑龙江科技信息, 2009 (8) :33.
[2]周沛.浅谈机房电子信息系统的电涌防护[J].四川建材, 2007 (1) :193-194.
[3]莫付江, 阮江军, 陈允平.电涌防护技术研究[J].高电压技术, 2003 (4) :51-52.
[4]欧清礼.石油库的雷电与电涌防护[J].石油化工自动化, 2005 (05) :10-12.
[5]白木, 周洁.电涌防护应用受到重视[J].家庭电子, 2003 (9) :1.
石油仪器 篇2
技术参数详细要求
设备清单及技术参数要求： A包技术参数要求如下： 全自动索氏提取仪2台： 主要技术参数：
★1.根据标准索氏提取法原理，可用于各种类型样品的索氏抽提处理，编程全自动完成样品抽提的全过程。2.带内置通风厨设计；
3.带密闭式溶剂添加系统；
4.测量重现性: 相对误差 1％以内；
5.所有和溶剂接触部位都是惰性材料，各种有机溶剂包括混和溶剂均可使用； 6.控温范围: 室温～250℃；
7.每批可同时处理至少6个样品；
8.设钢化玻璃安全门，安全可视操作。一般技术参数： 1.可单个加热
2.控制系统与提取仪分开设计； 3.限温超温监控；
4.保护匙锁定功能，避免误操作； 5.采用防暴装置；
6.每台配备常用配件铝制浸提杯和把持器一套； 7.每台配备耗材至少500个浸提套管。
B包技术参数要求如下： 元素分析仪1台： 主要技术参数：
★1.可测量C、H、O、N、S等元素； ★2.能够测量固体和液体样品； 3.样品量范围至少满足:1-500mg； 4．测定范围至少满足:100ppm-100％；
5．配有天平数据接口，可直接接收称重数据；
6.配有固体和液体样品制样所需要的所有设备和配件。一般技术参数：
石油仪器 篇3
关键词：石油测试设备；虚拟仪器；测试系统
在石油工业中，虚拟仪器技术发挥了越来越重要的作用。上世纪50年代我国诞生了第一代模拟仪器，包括指针式万用表、晶体管电压表等，并得到了广泛的应用。上世纪70年代我国又诞生了第二代数字化仪器，包括数字电压表和数字频率计等，测试精度和响应速度都得到了很大的提高。随着科技的发展，虚拟仪器技术也得到长足的发展，并在石油测试设备中得到广泛的应用。
1 虚拟仪器技术及其优点
上世纪80年代我国已经开始运用智能仪器，结合计算机技术和电子仪器技术，实现了对数据的自动逻辑判断、运算、存储和自动测试的功能，测试准确度有了明显的提高。软件是虚拟仪器技术的核心，以计算机本身的数据处理存储、加工功能为依托。虚拟仪器，与传统仪器相比具有较多的优点。虚拟仪器作为集成测试系统能够有效地集成不同的测试仪器功能。一台虚拟仪器搭配专用硬件板卡，就能够将很多集成仪器的功能集成起来，代替很多复杂和分离的测试仪器。这样可以降低使用费用，而且操作也更加便利。与此同时，虚拟仪器技术具有更加灵活的功能，通过一些特制软件，用户的特殊需要也可以得到相应的满足。虚拟仪器的开发时间和开发费用均低于传统仪器，因此操作和维护都比较便利。不同的测试结果能够在同一面板上显示出来并且实现自动化操作，对控制的自动化进程进行了有效的优化。在投入完整的虚拟仪器之后就能够使用软件编码来进行相应的控制和测试，极大的降低了维护和开发的成本[1]。
2 虚拟仪器技术在石油测试设备中的具体应用
在石油测试系统设计中引入虚拟仪器的概念，开发以虚拟仪器技术为基础的石油测试系统。以计算机的处理能力和资源为依据，用软件对测井信号进行显示、记录和处理。该测试系统分为获取和采集信号、分析和处理信号、输出和显示结果三大部分。硬件主要负责获取和采集信号，并对信号进行转化。计算机软件能够对信号进行有效的处理，并由外围设备和计算机显示和输出信号处理的结果[2]。
2.1 系统的硬件电路
以虚拟仪器技术为基础的石油测试系统在对物理信号进行测量前，主要由传感器对物理信号进行转化，使其成为计算机可以识别和处理的电信号。电信号的特点在于对噪声敏感、幅度较低，需要进行滤波和调制，然后再转化为数字格式。当前数据采集卡已经具有比较完善的功能，考虑到测井仪器供电具有一定的特殊性，为了完成信号到合和分离还需要增加一些电路。保护电路和电脑分离会将测井仪器的信号送进多路选择器，各种信息都由脉冲信号进行记录。数字信号处理器会对脉冲信号进行计数，并采集当前值，或者进行时间采样。在处理之前，要对编码信号和模拟信号进行转化，使其成为数字信号。数字信号处理技术可以选择小波分析技术，应用软件模块来完成消噪、滤波，不再配备不同的硬件电路板。模拟信号能够对物理信息进行反应，或者直接记录。
实时采集是石油测井仪器的一个重要使用要求，为了满足传输率的要求，不能使用普通的串口通信，因此在本系统中运用了串行总线接口技术（USB）[3]。
2.2 系统的软件设计
作为虚拟仪器技术的核心内容，该系统的软件分为两个主要组成部分：I/O接口仪器驱动程序、应用程序。应用程序又分为测试功能流程图进行定义的软件程序，和对虚拟面板功能进行实现的软件程序，两个部分。I/O接口仪器驱动程序的主要作用在于，对外部硬件设备的通信、驱动和扩展功能进行实现。
在当前的技术条件下有两种虚拟仪器开发软件平台：图形化编辑语言、文本编辑语言，其各有优缺点。图形化编辑语言的优点在于开发效率高、直观性强、编程简单，文本编程语言的优点在于具有较强的灵活性、能够便利地添加功能。本系统处理模块和虚拟空间的设计中主要使用的是图形化语言开发平台中的LabVIEW。
该平台的编程环境比较复杂、功能强大，该开发平台具有较多的函数库和虚拟仪器，使用较为便利，开发效率较高。对石油测试系统的软件设计包括两个方面：设计应用程序、设计带有USB接口的驱动程序。
根据实际需要，应用程序可以分为频谱分析仪子系统1个、虚拟示波器系统1个、检测子系统4个。只需将需要测试的项目名称输入主面板就可以打开相应的测试面板进行测试。每个子系统都具有不同的功能，因此需要不同的软件流程。每个项目都具有基本类似的检测流程，但其使用的子VI不完全相同，VI指的是在虚拟仪器。对于系统中一些完全独立的过程，可以将其设计成为不同的子VI，从而使软件设计就更强的模块化和程式化，使程序的可读性得到增强。在这一时间段内，测试系统都能够及时的记录脉冲信号的计数值，然后进行曲线拟合，将其在屏幕上进行显示，具有很强的直观性。同时系统也能够精确地记录模拟信号的幅度，并对模拟信号进行有效的消噪、带通滤波、低通、高通处理，软件会有效地转化数字化后的信号，并对其进行图像显示。
带有USB接口的驱动程序主要是用来对用户界面和仪器进行连接，该开发平台可供用户使用的传统的GPIB函数、VI包括串口通信函数、标准VISA I/O函数等。该系统使用了CIN接口技术来编写驱动程序，驱动程序的所有功能函数都能够通过C语言得以实现。
3 结语
在石油测试设备中应用虚拟仪器技术，开发以虚拟仪器技术为基础的是要测试系统，能够对传统石油测试系统进行有效的优化，在一个硬件平台上对仪器的调试进行有效的集成，极大地简化了开发环节，也使硬件电路的重复设计得到了有效的减少。通过应用计算机的处理能力和计算能力，以及数字信号处理技术，能够使石油测试设备的集成度和智能化得到有效的提高，充分发挥虚拟仪器技术的优势，具有广阔的应用前景。
参考文献：
[1]韦秀瑜，马晓磊，刘桂莲.虚拟仪器技术在石油化工检测中的应用方式及前景分析[J].化工管理.2014（18）.
[2]耿卫江.基于计算机的虚拟仪器技术的设计与应用[J].信息技术与信息化.2015（07）.
石油仪器 篇4
1 虚拟仪器技术简介
虚拟仪器技术[1,2,3]是以软件为核心借助计算机强大的数据存储、加工处理功能和极高的精确度,能迅速准确地完成实际生产过程中数据的自动采集、实时显示、深层次分析与处理及多个测试结果同一面板显示等功能,实现自动化测试与控制,避免了诸多人为因素的影响,很大程度地提高了测试的精确度和控制的自动化程度。同时虚拟仪器的功能主要是通过软件编程来实现的,在硬件基本确定后,通过编写不同的软件程序就能实现不同的测试和控制功能,从而最大限度地降低了仪器的开发成本和维护升级费用。
一个完整的虚拟仪器[4]需要硬件和软件的相互结合,仪器中的硬件设备主要用来实现信号的输入和输出,而软件的作用是通过编程将采集到的数据进行加工分析、显示、存储及控制等。虚拟仪器完整体系的结构框图如图1所示。
2 LabVIEW软件简介
虚拟仪器技术蕴藏着巨大的发展潜力,已经成为各个领域发展道路上的先进方向,在“软件就是仪器”这一核心理念的驱动下,国外各大测控仪器公司相继开发和推出了为数不少的虚拟仪器软件开发平台,尤其是美国NI公司推出的基于G语言(图形化编程语言)模式的LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench的缩写,即实验室虚拟仪器集成环境)编程平台[5],此软件之所以是目前应用于虚拟仪器开发中功能最强大、发展速度最快的图形化软件开发平台,具有以下其他软件无法比拟的优点[6,7,8]:
(1)采用数据流编程方式,由彩色的图标、连线构成的程序框图中各节点之间的数据流向决定了程序的执行顺序,用图标表示函数,用连线表示数据流向。相对于传统的文本式编程代码更加直观、层次清晰、赏心悦目。
(2)提供了大量外观与传统仪器(如示波器、万用表、按钮、开关等)类似的控件,并可以对控件进行自定义,满足用户的特定需求,方便、快捷地进行控件拖放来创建人机界面。
(3)内置了大量的函数库和程序模块库,具有专用性和可扩展性,提供了用于数据采集、分析、显示、存储等以及GPIB、DAQ、VXI、串行口等各种总线设备的应用程序模块,使不熟悉总线标准的工程师们也能顺利地进行仪器开发。
(4)用户可以把创建的VI程序当作子程序调用,以创建更为复杂的程序,而这种调用的层次是没有限制的。
(5)程序的运行是基于数据流驱动模式,不受计算机操作系统的影响。
(6)在程序进行测试时,不仅提供了如断点、单步运行、探针等传统手段,还提供有高亮执行工具,可以在程序运行中高亮显示数据的传递细节,以便于用户进行高效率的调试。
(7)提供了大量的与外部代码和软件进行连接的动态链接库,还提供了CIN(Code Interface Node)节点,可以方便地调用由C/C++及Matlab编译的程序模块,具有更大的开放性。
(8)支持常用的网络协议,具有数据共享、远程测控等功能。
3 虚拟仪器技术在石油化工领域的应用
在石油化工的生产过程中,传统的仪器设备是由厂家预先设定好的硬件组合,功能比较单一,具有很强的专用性,难以满足用户的特殊需求;生产过程中,需要对大量的敏感参数(如温度、压力、液位等)进行实时监控和报警,测试结果只能人工记录后才能对数据进行计算、分析和评估,一方面人工读取数据会造成人为误差,另一方面不能实时处理数据、绘制实时图;对一些需要多参数同时测试的过程,即使用多台仪器同时测定,却往往很难保证各台仪器间的兼容性,同时也增大了设备的投资成本,且多参数同时测试的结果不能集中到同一面板上进行显示,不方便用户对多个参数变化的综合比较和分析;对有些设备的操作,由于条件的苛刻(尤其是易燃易爆有毒的测试现场),不能进行人工直接操作,需要远程测控,传统仪器很难满足这一迫切需求;若传统仪器设备的部分器件出现故障,将可能导致整个测试系统的瘫痪甚至报废,造成资源的极大浪费。
天津大学的韩磊等基于LabVIEW开发了虚拟-1286电化学接口软件,通过测试黄铜在自来水中的耐腐蚀性和不锈钢钝化膜的稳定性,证明该接口软件兼备了灵活性、实用性与可靠性;东南大学的王晓[10]等基于LabVIEW开发了换热器试验装置测控系统,在保证系统安全可靠性的基础上,同时实现了数据测量、记录和分析等多种功能,具有较高的自动化程度与控制精度;新疆大学的付志新[11]等研发了一套全混流反应器的仿真系统,通过模拟计算验证了该仿真系统可应用于不同反应类型的稳态和动态模拟,既方便于用户进行反应器的设计,又可用作稳态、动态反应器的演示或培训,具有较强的实用性。Schlumberger(斯伦贝谢公司)在阿拉斯加石油钻井作业中使用NI FieldPoint和LabVIEW实现了冗余钻井控制,创建了一个带有控制和远程关机功能的监控报警系统,防止了泵机系统的损坏和环境污染,提高了安全性;胜利油田和华东输油管理局利用LabVIEW软件开发的原油管道实时性泄漏监测系统已成功应用于集输管网和长输管线,能及时精确地定位突发原油泄漏的泄漏点,有效地防止造成巨大的经济损失和环境污染;Shell(壳牌)利用LabVIEW软件实时模块与FieldPoint分布式I/O,研制开发的段塞流抑制系统(S3),成功地控制了因操作变化(如开关车、增加产量等)而引起的在长距离的流线-升管系统中形成的大规模段塞流[12]。
4 展 望
由于石油化工实际生产过程的复杂性和多样性,也由于虚拟仪器技术涉及多个学科和多个领域,如何将虚拟仪器技术更好地应用于石油化工领域中去,以及如何利用LabVIEW强大的图形化软件编程实现对现场仪器设备的更多功能的测试和控制,仍然需要更加深入的研究,例如:将LabVIEW软件强大的数据处理功能应用到化工仪器的测试中去,使数据的采集、加工处理更加精确化;通过LabVIEW实现多种控制算法,设计各种控制器,针对实际生产过程中的敏感参数进行自动化控制,提高石油化工生产过程的自动化控制程度和安全性;基于网络实现远程测控,为数据共享、高危现场的自动化测控提供有利条件等。所以本着以“软件逐渐代替硬件”这一理念,开发性能更高的石油化工虚拟仪器,对提高仪器开发的效率和减少开发维护的成本,具有更大的学术意义和实用价值。
摘要：简单介绍了虚拟仪器技术的概念及其完整体系的构成,详细介绍了LabVIEW作为开发虚拟仪器功能最强大的图形化软件平台所具有的优点,通过与传统仪器的比较,概括了目前LabVIEW软件在石油化工领域中的应用,并针对其应用提出了几点展望。
石油仪器 篇5
关键词：石油测试设备,虚拟仪器,测试系统
在石油工业中, 虚拟仪器技术发挥了越来越重要的作用。上世纪50 年代我国诞生了第一代模拟仪器, 包括指针式万用表、晶体管电压表等, 并得到了广泛的应用。上世纪70 年代我国又诞生了第二代数字化仪器, 包括数字电压表和数字频率计等, 测试精度和响应速度都得到了很大的提高。随着科技的发展, 虚拟仪器技术也得到长足的发展, 并在石油测试设备中得到广泛的应用。
1 虚拟仪器技术及其优点
上世纪80 年代我国已经开始运用智能仪器, 结合计算机技术和电子仪器技术, 实现了对数据的自动逻辑判断、运算、存储和自动测试的功能, 测试准确度有了明显的提高。软件是虚拟仪器技术的核心, 以计算机本身的数据处理存储、加工功能为依托。虚拟仪器, 与传统仪器相比具有较多的优点。虚拟仪器作为集成测试系统能够有效地集成不同的测试仪器功能。一台虚拟仪器搭配专用硬件板卡, 就能够将很多集成仪器的功能集成起来, 代替很多复杂和分离的测试仪器。这样可以降低使用费用, 而且操作也更加便利。与此同时, 虚拟仪器技术具有更加灵活的功能, 通过一些特制软件, 用户的特殊需要也可以得到相应的满足。虚拟仪器的开发时间和开发费用均低于传统仪器, 因此操作和维护都比较便利。不同的测试结果能够在同一面板上显示出来并且实现自动化操作, 对控制的自动化进程进行了有效的优化。在投入完整的虚拟仪器之后就能够使用软件编码来进行相应的控制和测试, 极大的降低了维护和开发的成本[1]。
2 虚拟仪器技术在石油测试设备中的具体应用
在石油测试系统设计中引入虚拟仪器的概念, 开发以虚拟仪器技术为基础的石油测试系统。以计算机的处理能力和资源为依据, 用软件对测井信号进行显示、记录和处理。该测试系统分为获取和采集信号、分析和处理信号、输出和显示结果三大部分。硬件主要负责获取和采集信号, 并对信号进行转化。计算机软件能够对信号进行有效的处理, 并由外围设备和计算机显示和输出信号处理的结果[2]。
2.1 系统的硬件电路
以虚拟仪器技术为基础的石油测试系统在对物理信号进行测量前, 主要由传感器对物理信号进行转化, 使其成为计算机可以识别和处理的电信号。电信号的特点在于对噪声敏感、幅度较低, 需要进行滤波和调制, 然后再转化为数字格式。当前数据采集卡已经具有比较完善的功能, 考虑到测井仪器供电具有一定的特殊性, 为了完成信号到合和分离还需要增加一些电路。保护电路和电脑分离会将测井仪器的信号送进多路选择器, 各种信息都由脉冲信号进行记录。数字信号处理器会对脉冲信号进行计数, 并采集当前值, 或者进行时间采样。在处理之前, 要对编码信号和模拟信号进行转化, 使其成为数字信号。数字信号处理技术可以选择小波分析技术, 应用软件模块来完成消噪、滤波, 不再配备不同的硬件电路板。模拟信号能够对物理信息进行反应, 或者直接记录。
实时采集是石油测井仪器的一个重要使用要求, 为了满足传输率的要求, 不能使用普通的串口通信, 因此在本系统中运用了串行总线接口技术 (USB) [3]。
2.2 系统的软件设计
作为虚拟仪器技术的核心内容, 该系统的软件分为两个主要组成部分:I/O接口仪器驱动程序、应用程序。应用程序又分为测试功能流程图进行定义的软件程序, 和对虚拟面板功能进行实现的软件程序, 两个部分。I/O接口仪器驱动程序的主要作用在于, 对外部硬件设备的通信、驱动和扩展功能进行实现。
在当前的技术条件下有两种虚拟仪器开发软件平台:图形化编辑语言、文本编辑语言, 其各有优缺点。图形化编辑语言的优点在于开发效率高、直观性强、编程简单, 文本编程语言的优点在于具有较强的灵活性、能够便利地添加功能。本系统处理模块和虚拟空间的设计中主要使用的是图形化语言开发平台中的Lab VIEW。
该平台的编程环境比较复杂、功能强大, 该开发平台具有较多的函数库和虚拟仪器, 使用较为便利, 开发效率较高。对石油测试系统的软件设计包括两个方面:设计应用程序、设计带有USB接口的驱动程序。
根据实际需要, 应用程序可以分为频谱分析仪子系统1 个、虚拟示波器系统1 个、检测子系统4 个。只需将需要测试的项目名称输入主面板就可以打开相应的测试面板进行测试。每个子系统都具有不同的功能, 因此需要不同的软件流程。每个项目都具有基本类似的检测流程, 但其使用的子VI不完全相同, VI指的是在虚拟仪器。对于系统中一些完全独立的过程, 可以将其设计成为不同的子VI, 从而使软件设计就更强的模块化和程式化, 使程序的可读性得到增强。在这一时间段内, 测试系统都能够及时的记录脉冲信号的计数值, 然后进行曲线拟合, 将其在屏幕上进行显示, 具有很强的直观性。同时系统也能够精确地记录模拟信号的幅度, 并对模拟信号进行有效的消噪、带通滤波、低通、高通处理, 软件会有效地转化数字化后的信号, 并对其进行图像显示。
带有USB接口的驱动程序主要是用来对用户界面和仪器进行连接, 该开发平台可供用户使用的传统的GPIB函数、VI包括串口通信函数、标准VISA I/O函数等。该系统使用了CIN接口技术来编写驱动程序, 驱动程序的所有功能函数都能够通过C语言得以实现。
3 结语
在石油测试设备中应用虚拟仪器技术, 开发以虚拟仪器技术为基础的是要测试系统, 能够对传统石油测试系统进行有效的优化, 在一个硬件平台上对仪器的调试进行有效的集成, 极大地简化了开发环节, 也使硬件电路的重复设计得到了有效的减少。通过应用计算机的处理能力和计算能力, 以及数字信号处理技术, 能够使石油测试设备的集成度和智能化得到有效的提高, 充分发挥虚拟仪器技术的优势, 具有广阔的应用前景。
参考文献
[1]韦秀瑜, 马晓磊, 刘桂莲.虚拟仪器技术在石油化工检测中的应用方式及前景分析[J].化工管理.2014 (18) .
[2]耿卫江.基于计算机的虚拟仪器技术的设计与应用[J].信息技术与信息化.2015 (07) .
石油仪器 篇6
根据石油测井仪器的结构特性与使用环境，对其的可靠性设计要把重点放在机械设计与电气设计上，同时应侧重对可靠性保障技术的探究及应用研究。其中，对于机械可靠性的设计，重点要集中于容易出现共振的电子仪器骨架、容易破碎的探测器等一些部件;而电气可靠性的设计，则主要是进行石油测井仪器常见电子元器件失效规律的研究，以最终寻求到可行的可靠性保障措施。
1.1 机械可靠性设计
石油测井设备不管在研制与生产的时候，还是在利用、运输或维修的时候，一般都会经受许多种类的机械作用，发动机及其他振动源造成的振动作用就是如此，爆炸、碰撞及颠簸导致的冲击作用也是如此。于是，石油测井仪器常处于受振状况。在仪器设备经受冲击、振动的情况下，其电子元器件、机械结构就会经受损伤，可能损坏，所以以下这个技术问题就显得相当重要并应及时解决：处于不等的机械振动及不同的冲击环境内，要确保仪器设备能可靠地运行[1]。防振设计主要需防正弦振动及冲击：正弦振动即基于频域对振动问题进行研究，冲击即基于时域对振动问题进行研究。防止整机或元器件所具备的固有频率和外界机械振动出现共振是最为重要的。现针对石油测井仪器结构特性，进行如下机械可靠性设计：
(1)电子仪器骨架的抗振设计分析。当电子仪器骨架存在的固有频率等同于外界振动激励具有的频率时，共振就会出现，从而使仪器整机与元器件受到极其严重的破坏。所以，电子仪器骨架抗振设计的重要思想是，将其自身的固有频率转移到工作环境中会出现振动的频段以外，使共振得以避免。据相关资料分析统计，对于车辆，其振动加速度最高可达5.6 g，振动频率在2～150 Hz之间，即外界的激振频段处于0～150 Hz之间。按照以上思想，进行电子仪器骨架自身固有频率的计算，并使用设计方法使其高于200 Hz，此时就不会出现二者共振现象，从而实现抗振的设计目的。
(2)探测器防冲击、抗振设计分析。在放射性测井仪器中，探测器是最弱的一个环节，光电倍增管及晶体均为玻璃器件，容易破碎。因此，在放射性测井仪器的机械结构可靠性设计中，探测器的防冲击及抗振设计是十分重要的。在实际工程中，通常使用减振器来隔离冲击与振动影响，并加强仪器设备所具有的刚度和强度，从而提高其抗冲击与振动的能力。一般应选择刚度、阻尼比较大的减振器。
1.2 电气可靠性设计
进行电气可靠性设计的基础是扎实掌握仪器电子元器件具有的失效规律。按照可靠性理论，元器件选择及筛选、噪声抑制及热设计属于可靠性保障技术。
(1)元器件选择及筛选。和特定用途及产品应有的等级相比，如果选择的元器件具有很高的温度及质量等级，则一定会产生浪费;如果选择的元器件等级很低，就不能达到产品可靠性其他设计要求。所以，应遵循降额运用的原则准确选择及筛选元器件。
(2)噪声抑制。运用遥传信号总线之类的双绞屏蔽线，能使电磁干扰得到合理屏蔽，从而保证数据的可靠准确传送。同时，优化印刷板引线布局，能使电源带来的干扰得到抑制。
(3)热设计。为使仪器的稳定工作时间加长，应合理设计吸热与隔热结构，确保仪器的保温性能;为防止元器件发生局部过热导致损坏，针对大功率器件，应实施一定的散热设计，即可以优化设计安装办法，也可安装散热片;还应尽最大可能简化电子线路，特别是耗电量大的电路;应尽可能使用具有低功耗、耐高温特性的CMOS器件[2]。
(4)变压器的三防设计。石油测井仪器中会存在许多型号的变压器，而各种测井仪器的问题就常常在此发生。设计时，笔者建议采用三防设计：在变压器安装结构和铁芯间进行端封或灌封处理，变压器线包一起进行浸高温绝缘漆处理，这样，铁芯、安装结构及线包就成为一个整体，从而提高了变压器的可靠性。
2 石油测井仪器稳定性评价方法
2.1 常规方法介绍与局限性分析
开发及制造石油测井仪器的时候，为了评价仪器稳定性，一般会进行以下例行试验：电源拉偏、高温稳定性及长期稳定性试验。在空间及时间上，上述例行试验相互独立，没有联系。而实际上，上述试验就是把石油测井仪器具有的使用特征进行静态割裂，虽然对完成试验有利，但并没有对石油测井仪器的基本使用特征进行精确模拟[3]。具体测井时，测井仪会同时受到很多应力作用，常规方法则明显体现不了这种具体状况，所以石油测井仪的稳定性不能得到有力反映。
2.2 稳定性评价新方法分析
为改进评价方法，笔者研究了一种稳定性评价的新方法，具体内容如下：
(1)使高温试验的最高温度恒温时间增长，并延长全程温度试验的时间周期。根据测井规程，一般情况下，井段应进行2次测量，以证明重复性。此过程内，仪器承受的温度会有所改变，但都不会超过最高温度，所以利用最高温度进行此过程仪器受到温度作用的模拟较为适宜。经全面考虑和分析，可以确认高温试验的最高温度恒温时间是3 h;仪器测井一般不长于8 h，所以设计8 h为整个温度试验的时间周期较有代表性。
(2)每个环节均要实施电源拉偏试验、冲击与振动试验。按照实际，测井全过程可划分成1 h的升温段及常温段、3 h的最高温度恒温段及降温段，这其中各个环节均应实施电源拉偏试验;进行具体测井时，仪器会受到冲击及振动，其作用程度和仪器上提及下井的速度有着密切联系，试验时，一旦仪器保持静止，则体现不了此种具体情况，所以每个环节都要共同实施冲击与振动试验。
2.3 石油测井仪器稳定性评价分析
(1)仪器稳定性试验分析。上文对石油测井仪器稳定性评价的新方法作了阐述，但该方法必须有专门的试验设备作支撑。若不具备该条件，则可选用分步实施的方法，首先进行电源拉偏双应力试验与长期稳定性试验，然后进行电源拉偏三应力试验、长期稳定性及高温试验，当满足了条件，再进行电源拉偏四应力试验、高温、长期稳定性及振动试验。
(2)双应力试验方法分析。把长期稳定性试验作为主线，进行电源拉偏双应力试验及长期稳定性试验，每隔l h测试一次，每次均应在电源拉偏的情况下测试仪器输出的计数率。应在不同供电电压下进行3个计数的测试，每次测量时间均为100 s，且应符合记录格式[4]。同时，还要合理计算试验的最高误差，并利用图形处理方法正确处理双应力试验数据。
2.4 平均稳定工作时间的确定
上述稳定性评价新方法能体现高温及长期稳定性、电源拉偏及仪器受到振动的工作稳定性，所以石油测井仪器的稳定性可得到有力反映。而针对合理定义的平均稳定工作时间(MWTURE)，可根据稳定性评价新方法进行确认，从而使仪器的稳定性得到真正体现。在实际工作中，会有许多条件制约温度循环试验，故循环次数尽量不要过多。针对石油测井仪器，宜循环2～3次。
3 结语
总之，要对石油测井仪器进行可靠性设计，就要重视机械、电气设计，重视对可靠性保障技术的探究及应用研究。本文对石油测井仪器的稳定性评价方法进行了研究，并探讨了石油测井仪器稳定性评价的新方法，使得石油测井仪器的运用特性得到了真正的模拟，于是MWTURE更能发挥其实际作用。
参考文献
[1]王耀东.浅谈石油仪器可靠性设计[J].石油仪器, 1990 (3)
[2]朱安达, 田丰永.电子仪骨架的抗振设计方法研究[J].测井技术, 2006, 20 (5)
[3]任晓荣, 师义民, 彭琥.石油测井仪器可靠性指标探讨[J].电子产品可靠性与环境试验, 2002 (5)
石油仪器 篇7
2015年8月30日至9月1日 , 国家计量认 定石油组评审专家组对石油工业仪器仪表质量监督检验中心的实验室资质认定(计量认证)进行了现场复查评审。 评审组听取了该中心负责人有关资质认定 (计量认证)工作的汇报。在评审过程中,评审组依据 《实验室资质认 定评审准则 》及相关文件 ,对质量管理体系和运行状况作了全面的审查,并对2012年资质认定评审时存在问题的整改落实情况进行了重点检查。评审组采取现场观察、理论考试、资料审查、座谈考核和现场抽样操作考核等方式, 对石油工业仪器仪表质量监督检验中心的质量控制、人员素质、仪器设备、量值溯源与记录等方面质量体系的符合性、 适用性和有效性进行了全面评审。
通过审查和考核, 评审组认为石油工业仪器仪表质量监督检验中心实验室质量文件包括 《管理手册》、《程序文件》、作业指导书、质量记录覆盖《评审准则》中所必需要的要素,质量管理体系文件基本满足资质认定评审准则的要求, 质量管理体系的运行对技术能力的实施具有一定的保证作用。 仪器设备的配备基本满足认证项目的需要, 能够按期进行检定/校准并实施了标识管理,检测环境基本满足所开展工作的需要。 机构设置能够满足所开展工作的需要,有保证第三方公正性的措施。评审组建议国家认证认可监督管理委员会对该中心本次复评审中确认的地震检波器等6种产品39个参数的检测技术能力予以批准。
评审组充分肯定了石油工业仪器仪表质量监督检验中心近年来的工作, 同时也指出了落实质量管理体系贯彻学习、质量监督等方面的不足之处,并提出了整改意见, 要求继续加大对实验室的质量管理力度,对存在的问题进行整改。石油工业仪器仪表质量监督检验中心将在规定时间内, 尽快对存在的问题认真整改并上报整改材料。