压力计数据处理模型 - 双向远程控制试井系统研究

3.1.2 压力计数据处理模型

　　压力转换函数可以根据压力计规格、校准数据及质量控制测试结果来确定。一般的压力计模型包括下列特性参数：r1=短期漂移(小于24hr)，MPa;r2=长期漂移(大于24hr)，MPa;r3=温度梯度引起的压力误差，MPa;r4=压力测试噪声误差，MPa。

　　可用下面的方程来模拟给定压力和温度步长下的压力计响应：

　　

 

　　rr为压力计总响应压力值，MPa;t0为响应初始时间，hr;△t为压力变化时间增量，hr。

　　实际压力计计算模型针对实际温度压力的不同变化趋势，设计了各自不同的特定分段拟合方式，并通过Matlab仿真工具取得了很好的效果，具体仿真结果如下：

　　

 

　　从图5所示可以看出，压力.计输出温度数据较为准确地表现了实际情况，且采用的温度计算模型方法所得出的温度值具有很高的精度。

　　图6压力数据仿真图

　　

 

　　从图6显示数据对比可以看出，压力计温漂引起的压力误差得到了补偿，压力计算模型所得值和实际外界条件值基本吻合。

　　3.2 压力计实际设计

　　电子压力计是一类比较有特点的测量系统，实际上它属于信号采集系统，其输入是压力温度模拟信号，输出则是量化后的数字量。实际模块大致可分为三块：模拟部分、数字部分和电源管理部分。大致框图如下：

　　

 

　　其中模拟电路部分的主要功能为经低通滤波处理滤除经电缆传输后压力计信号中的高频分量，并将模拟信号进行数字化处理。

　　数字电路部分考虑到长线传输的系统频带限制，及压力计信号输出采用的部分响应基带传输方式，所以原始信号需经过硬件电路处理恢复出数据信号供主处理器处理。

　　数字信号首先经过去除毛刺后分成两路，一路未进行任何处理，另一路经过由两片FIFO寄存器和一片移位寄存器构成的移位电路，经过精确位移的信号与原信号进行异或操作，恢复出数据信号，再经过滤波处理然后直接送给主处理器进行相关处理，并在指定端口处发送出去。该电路中配备一定频率的振荡器，经分频后作为队列寄存器和移位寄存器的驱动时钟信号。

　　电源管理模块提供了系统各个模块所需的工作电压，并具有高温保护功能，当温度过高时电源自动断电，并在掉电时将滤波电路的反馈回路切断，当温度降低时可自动恢复工作，实现对滤波电路的温度控制。

　　压力计控制系统采用一套完备的压力计管理通信协议集，规定了数据的具体格式，包括帧分类方式、帧长度判定格式、帧数据意义定位等。该套通信协议集支撑了整个系统稳定可靠地工作，充分满足了井上井下交互通信及实际油井测试工作的需要。