一 概述
有杆泵采油是目前最常用的举升方式之一，而快速及时、准确无误地对抽油井示功图进行测取，是分析、诊断抽油井是否正常的一项关键指标，也是抽油井日常管理工作的一个重要部分。本公司通过多年的潜心研究，将微机械电子技术、多种传感器技术、无线通信技术、微功耗技术及自供电技术集成于一体，研制成功了NDSG无线监测地面示功图记录仪。该系列仪器采用了U型负荷传感器，主要用于对抽油井地面示功图进行长期监测，也是抽油井自动化改造最佳一次仪表。
NDSG15UI无线示功仪将载荷传感器、加速度传感器、低功耗电路处理芯片、大容量数据存储芯片、微功耗无线通信模块及太阳能供电模块等部件集成一体，能够自动采集抽油机在运行过程中的载荷、位移数据，通过软件处理计算出抽油机的功图数据、抽油机的冲程和冲次、判断抽油机的运行状态，测量的功图数据存入示功仪内部的存储器，同时数据也可通过无线传入掌上电脑或监控中心计算机。该示功仪采用太阳能供电无需外接电源，适应于油田生产过程中抽油机功图的长期连续监测，也适应于抽油机功图的快速检测。
1、记录地面示功图。
2、记录抽油机工作状态及时间。
3、内置大容量存储器，能记录至少两千张功图信息。
4、内置太阳能电池和可充电聚合物锂电池，不需外部供电。
5、具备RS232通信接口及短距离无线通信功能。
6、通过短距离无线通信方式，实现仪器与掌上移动设备（手抄器）及笔记本电脑数据交换，方便对仪器设备内参数进行设置及读出浏览。
1、采用了一体化的设计和无绳位移传感技术，结构紧凑、重量轻、安装十分方便，能够适应恶劣的室外环境。
2、采用了低能耗和太阳能充电技术，可连续工作三年以上，实现仪器在使用中的“零维护”工作目标。
3、采用了无线通讯技术，通过手抄器可对该仪器进行示功图实测、查询和功图资料采集，特别适用于沼泽、湖泊、丘陵、沙漠等油区的油井管理。
4、采用了高精度、零飘移的负荷、位移传感器，并设计应用了大容量储存器，既可代替目前常规的油井示功仪，又可对重点油井实施连续不间断的监测。
5、示功图由216个数据点组成。
二 型号说明
无线示功仪的型号命名方法表示如下：
NDSG
设计代号
结构代号
额定载荷代号
产品代号
本仪器型号表示为NDSG15UⅠ：即设计代号为Ⅰ、结构代号为U、额定载荷为150KN。
三 主要技术指标
1. 载荷测量范围：0～额定载荷；精度：1%。
2. 加速度测量范围：0～1g；精度：0.5%。
3. 位移测量：最大位移：≥20m；精度：1%。
4. 冲次测量：冲次范围：1.5～20 次/分；精度：1%。
5. 示功图存储量：无线示功仪的内功图存储量 2M字节（不小于 2000 张）。
6. ZigBee无线通讯指标
(1). 协议标准 IEEE 802.15.4，频段 2.405-2.48GHz，
(2). 发射功率 122mW
(3). 接受灵敏度 -90dbm
(4). 通讯距离 100m
(5). 数据传输速率 250KBps
(6). 信道数 16
(7). 通信延时 设备接入<30ms、睡眠唤醒<15ms、通道建立<15ms
(8). 调制方式 DSSS（0_QPSK）
(9). 寻址方式 64位IEEE地址，8位网络地址
(10). 数据加密 128-bit AES
(11). 错误校验 CRC-16/32
(12). 信道接入方式 CSMA-CA
7. 防爆等级：ExicⅡAT4
四 工作原理和结构
NDSG15UI 无线示功仪主要由加速度传感器、载荷传感器、和无线ZigBee通信模块（含微处理器MCU）等组成。采集功图时，微处理器根据采集到的各个模拟量计算当前的功图然后将功图数据进行存储。当无线示功仪联网后如果收到上位机的数据请求则将相应的功图数据发送给上位机。
NDSG15UI 无线示功仪主要由负荷传感器、电路板、太阳能电池板以及发射天线等组成（见下图）。
图4-1 无线示功仪机构示意图
五 安装与维护
图5-1 无线示功仪外形尺寸示意图
(1). 停止抽油机，将抽油机停在离下死点30cm左右位置，拉上抽油机刹车；
(2). 将固定卡子卡在光杆上，松开抽油机刹车，启动抽油机使悬绳器与安装支架卸载后立即停机，并再次拉上抽油机刹车，预留安装功图测试单元的空隙；
(3). 将NDSG15UI 无线示功仪的示功图测试组件和电源及无线通讯组件安装在一起，示功图测试组件正面有可选的安装孔，可根据抽油机及太阳照射的方向将电源及无线通讯组件安装到一个合适的位置；
(4). 将NDSG15UI 无线示功仪安装在悬绳器与工字卡之间，传感器马蹄口紧贴光杆，放平传感器于悬绳器上，选择合适的位置使太阳能板一面尽可能朝阳，，以吸收更多的阳光。最后装上NDSG15UI 无线示功仪底部的保险杠（拧紧防锁销锁）；
(5). 慢慢松开抽油机刹车，使功图传感器受载荷，在受载后，再拉下抽油机刹车，取下固定卡子并打磨光滑抽油杆上的卡痕，最后松开刹车，启动抽油机。
5.3 安装注意事项
(1). NDSG15UI 无线示功仪要和光杆正交垂直，以免给加速度计测试位移带来误差；
(2). 太阳能电池板安装方向应尽最大可能接收太阳光，提高采收率；
(3). 施工时应避免磕碰、弄脏太阳能电池板，以免影响采光效果；
(4). 天线应垂直指向天空，使无线通讯信号覆盖范围广。
5.4 维护注意事项
(1). NDSG15UI 无线示功仪日常不需要特别维护与保养，若太阳能电池面板上有积灰或油污，应及时清理，以免影响光照效果；
(2). NDSG15UI 无线示功仪在工作12个月后，需要标定检定才能保证测试精度；
(3). 由于无线示功仪属于精密设备，油井大修作业时，需拆下由专人保管，标贴好油井名，并注意天线的保护，不要沾上原油，尤其是太阳能面板不要沾上原油。
六 防爆注意事项
(1). 不要在危险环境中更换电池和其他附件。拆装时产生的接触电火花会引起爆炸或火灾。即使是经过防爆检测机构认证的产品，在危险大气中使用时，也不可将附件连接器暴露在外；
(2). 不要以任何方式自行拆卸经过防爆检测机构认证的产品，改装设备硬件的原有设计结构。只有产品的原制造商才可以在经过防爆检测机构认证的生产场地内进行改装。未经授权的改装将导致该产品防爆认证失效；
(3). 不可将电池“+”“-”两极短路连接；
(4). 外壳上所有的紧固螺钉应该拧紧；
(5). 航空插头接口应该用符合标准规定的专用盖进行封堵；
(6). 设备在使用时，不要用手去拿天线，不可弯折天线。
