石油钻井用编码器是石油钻井过程中不可少的关键设备,主要用于精确测量和控制钻井设备的旋转运动,确保钻井作业的高效、安全进行。其是通过将机械角度物理量的变化转化为电信号,实现对转动物体角位移、角速度及角加速度的测量。这些电信号被传输至控制系统或仪表,驱动装置据此进行精确控制。在石油钻井中,编码器广泛应用于绞车、转盘、自动送钻电机等关键设备,实现速度闭环控制、转矩调节及大钩高度计算等功能。
1、机械接口:
包含轴、法兰和外壳等组件。轴连接在旋转的机器轴上,按照固定方式设计,可以是实心或孔轴;法兰用于将编码器固定并调整到其支架上;外壳则包含并保护磁盘和电子元件。
2、码轮(或磁性标尺):
码轮定义了脉冲的传输码,它由一个由塑料、玻璃或金属材料制成的支撑物组成,支撑物上刻有透明或不透明部分交替形成的图案。在线性尺度上,用静止不透明条代替这一图案。对于磁性编码器,则使用磁性标尺,上面有一系列的磁极。
3、传感器(光电接收器或磁传感器):
光电接收器由一组传感器(如光电二极管或光电晶体管)制成,这些传感器由红外光源照亮。在接收器和LED之间由一个刻度码轮,光将磁盘像投射到接收器表面,接收器表面被一种称为刻线的光栅覆盖,具有相同的磁盘台阶接收器将发生的由圆盘移动引起的光变化转换成相应的电变化。对于磁性编码器,则使用霍尔效应传感器或磁阻传感器来检测磁场的变化。
4、电气接口:
电子接口是编码器向接收器传输数据的方式。电信号(可以是数字的或模拟的)通过编码器电缆传输到一个智能设备,如接口板、PLC等。
