基于ADuC845的石油录井二氧化碳检测仪

3．3 4～20 mA输出电路
ADuC845内置12位DAC，为了使4～20 mA输出电路的负载能达到1 kΩ，采用+24 V电源，同时R11为100 Ω，输出电流I=VDAC／R11。具体电路如图4所示。

4 采集方法和数据分析
4．1 采集时序和ADC设置
红外发光管和信号采集时序如图5所示。采集步骤如下：采集传感器两个通道的信号A1、Aref；红外发光源发光200 ms；采集传感器两个通道的信号B1、Bref；红外发光源熄灭800 ms；计算比值(B1-A1)／(Bref-Aref)，根据这个值和标定曲线公式计算出检测气体的浓度。不断循环上述步骤。ADuC845内置的24位ADC采样周期设置为1 ms，采样精度能达到15位以上。


4．2 标定方法
根据公式*****，透过光强I与气体浓度p呈指数递减关系。为了得到更加准确的测量值，系统采用3次样条插值方法，并设置为非扭结边界条件，也就是强制使第一个点的3次导数和第2点的3次导数一样；最后一个点的3次导数和倒数第1个点一样。在Matlab7．0中显示的标定曲线如图6所示。横坐标为比值，纵坐标为气体浓度。

4．3 实测数据
表1、表2分别是二氧化碳浓度为1 ％和80％时测定的数据。录并行业标准要求二氧化碳检测仪的检测浓度为0～100％，最小检测浓度0．2％，测量误差为±3％满量程，该系统完全满足要求。

5 结论
内置24位和12位DAC的主控制器ADuC845应用于录井二氧化碳检测仪，外围器件更加精简，保证了测量的高可靠性，对录井野外工作正常运行和后期的准确解释评价极为重要。目前，该检测仪已经装配于十多台综合录井仪，投入到石油天然气录井工作中。实际应用表明，二氧化碳检测仪的整体性能稳定，检测数据可靠。