Функциональная схема

Ядром системы обработки данных устройства является высокоскоростной микроконтроллер DS87C520.

Контроллер имеет аппаратные и программные средства поддержки канала связи с системой сбора информации более высокого уровня. Связь осуществляется по двухпроводной линии интерфейса RS485 «общая шина» с использованием логического уровня протоколаHDLC(его подмножестваSDLC).

Питание контроллера осуществляется по кабельной линии из системы сбора информации постоянным напряжением 9 – 12 вольт. Для повышения помехозащищенности питание контроллера и электронных схем первичных преобразователей имеет полную гальваническую развязку по сигнальным цепям и питанию, реализованную с использованием специализированных оптронов и преобразователей напряжения.

Оптический датчик углового перемещения лебедки

Оптический датчик углового положения вала буровой лебедки ОДИ 441-02 преобразует угол вращения вала датчика в две последовательности электрических импульсов, формируемые с фазовым сдвигом 90° относительно друг друга. Одна из этих последовательностей используется для вычисления угла поворота вала, другая - для определения направления вращения. Электронная часть датчика состоит из двух оптопар, смонтированных на печатной плате под определенным углом. Питание на оптопары (+5 в) поступает из блока контроллера по соединительному кабелю.

Конструктивно датчик размещен в металлическом корпусе цилиндрической формы, снабженным кронштейном для монтажа. На валу датчика установлен шкив с зубчатым венцом, имеющим 25 зубов. С помощью ременной передачи он связан со шкивом, смонтированным на валу буровой лебедки. Датчик монтируется в непосредственной близости от вала буровой лебедки на стойке, входящей в комплект поставки прибора.

Магнитный датчик углового перемещения лебедки Назначение

Датчик предназначен для работы в составе глубиномера. Он устанавливается на буровой лебёдке и при повороте барабана вырабатывает сигналы, позволяющие глубиномеру определить угол поворота и направление вращения.

Устройство

На валу, поворот которого нужно измерять, укрепляются несколько магнитов по окружности. При вращении магниты проходят мимо магниточувствительной головки, которая вырабатывает счётные импульсы. В магниточувствительной головке находятся три магниточувствительных датчика. Поэтому при одном обороте вала головка вырабатывает втрое больше счётных импульсов, чем количество закреплённых магнитов и определяет направление вращения.

Принцип действия датчика основан на изменении индуктивности катушки с ферромагнитным сердечником при приближении к ней магнита.

Работу датчика поясняет рисунок 1. Если замкнуть ключ К, то напряжение Ua будет изменяться по одной из кривых, показанных на рисунке 1б. Причём, чем меньше индуктивность (чем ближе поднесён магнит), тем ниже кривая.

Принципиальная электрическая схема магниточувствительной головки показана на рисунке 2. Головка имеет три датчика А, В и С, реагирующих на приближение магнита. Четыре одинаковые чувствительные катушки: LA, LB, LC (рабочие) и LK (компенсационная), расположены в корпусе головки. Работу датчика рассмотрим на примере одного канала, например С. Процессор DD1 на несколько микросекунд выставляет на ножке 19 напряжение низкого уровня. Напряжения Uc и Uk на катушках LC и LK изменяются во время этого импульса как показано на рисунке 3а. Причём кривая напряжения Uc немного выше. Если к рабочей катушке LC поднести магнит, то кривая напряжения Uc опустится ниже кривой Uk, как пока­зано на рисунке 3б. Напряжения Uc и Uk подаются на входы компаратора DA1. Процессор примерно через 2 мкс после начала измерительного импульса опрашивает состояние компаратора и определяет поднесён ли магнит. Если в момент опроса Uc>Uk - магнита нет, если Uc<Uk - магнит поднесён.

Процессор циклически посылает измерительный импульс и опрашивает состояние всех трёх компараторов. Результат проверки выставляется на выводах «А», «В», «С» (p3.2, p3.3, p3.4): 1– если магнита нет, 0 ­– если магнит поднесён. К контактам Х4, Х5, Х6 могут быть подключены светодиоды. Выходными сигналами магниточувствительной головки являются сигналы «direct» и «step». Сигнал «step» изменяет своё состояние из 1 в 0 или наоборот при срабатывании очередного датчика (А, Б или С). Сигнал «direct» изменяется вместе с сигналом «step» (даже чуть раньше), но совпадает по фазе с сигналом «step» (рис.4а) при движении магнитов в одну сторону (если датчики срабатывают в порядке ..АВСАВ..), и противоположен ему по фазе (рис.4б) при движении магнитов в противоположную сторону (датчики срабатывают в порядке ..АСВАСВ..). Они аналогичны по назначению сигналам от двух оптронов, как у глубиномера с оптическим датчиком.