基于加速度傳感器的油井示功圖位移測量技術(shù)研究

　　然而，該結(jié)構(gòu)元素g只針對游梁式抽油機(jī)設(shè)計(jì)，對皮帶式抽油機(jī)沒有兼容性，現(xiàn)場測試結(jié)果誤差很大。由于形態(tài)濾波的性能與結(jié)構(gòu)元素有密切關(guān)系，當(dāng)信號的先驗(yàn)波形無法確定時，理論上應(yīng)采用自適應(yīng)方法對結(jié)構(gòu)元素尺寸最優(yōu)估計(jì)。顯然，利用MSP430單片機(jī)進(jìn)行自適應(yīng)算法是不切合實(shí)際的。

　　改進(jìn)的滑動濾波法

　　傳統(tǒng)的滑動平滑濾波只采樣一次，將這一次采樣值與過去若干次采樣值一起求平均，若取N個采樣值求平均，RAM中必須開辟N個數(shù)據(jù)的暫存區(qū)。

　　由于沖次(1分鐘內(nèi)抽油機(jī)上下往返的次數(shù))通過判斷加速度的兩個最高點(diǎn)的計(jì)算得出(兩個最高點(diǎn)之間的點(diǎn)數(shù)乘以采樣周期50ms得到抽油機(jī)運(yùn)行周期，沖次=60/周期)。使用傳統(tǒng)的滑動濾波方法最高點(diǎn)的誤判率高，難以得出準(zhǔn)確的周期。本文采用了一種改進(jìn)的滑動濾波方法，很好的解決了以上問題。

　　選用MSP430F1611(10K RAM)定義1800大小浮點(diǎn)數(shù)數(shù)組用來存儲90s的加速度原始信號。經(jīng)過3次滑動平滑濾波，公式如下：

　　3點(diǎn)滑動塊：XK=(XK-1+XK+XK+1)/3 (1≤K≤N-1)

　　7點(diǎn)滑動塊：XK+(XK-3+XK-2+XK-1+XK+XK+1+XK+2+XK+3)/7 (3≤K≤N-3)

　　式中：XK表示第K次采集的加速度數(shù)據(jù);N表示采集數(shù)據(jù)個數(shù);K表示當(dāng)前加速度信號的序號。

　　經(jīng)過3點(diǎn)滑動塊或7點(diǎn)滑動塊處理90s采集的所有加速度信號后找到最大值MAX，然后在MAX前后找出相近的最大值MAX1和MAX2(MAX-MAX10.01V，MAX -MAX20.01V)，在50ms采樣間隔下算出周期和沖次：

　　式中：T表示抽油機(jī)上下周期;nMAX1表示MAX1點(diǎn)的采集序號;nMAX2表示MAX2點(diǎn)的采集序號。

　　本文對比3點(diǎn)滑動塊和7點(diǎn)滑動塊的波形，并對計(jì)算出的位移和沖程進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)7點(diǎn)滑動塊更能反映真實(shí)的加速度信號，同一口井的沖程測量重復(fù)性好，如圖4所示。