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，該結構元素g只針對游梁式抽油機設計，對皮帶式抽油機沒(méi)有兼容性，現場(chǎng)測試結果誤差很大。由于形態(tài)濾波的性能與結構元素有密切關(guān)系，當信號的先驗波形無(wú)法確定時(shí)，理論上應采用自適應方法對結構元素尺寸最優(yōu)估計。顯然，利用MSP430單片機進(jìn)行自適應算法是不切合實(shí)際的。

　　改進(jìn)的滑動(dòng)濾波法

　　傳統的滑動(dòng)平滑濾波只采樣一次，將這一次采樣值與過(guò)去若干次采樣值一起求平均，若取N個(gè)采樣值求平均，RAM中必須開(kāi)辟N個(gè)數據的暫存區。

　　由于沖次(1分鐘內抽油機上下往返的次數)通過(guò)判斷加速度的兩個(gè)最高點(diǎn)的計算得出(兩個(gè)最高點(diǎn)之間的點(diǎn)數乘以采樣周期50ms得到抽油機運行周期，沖次=60/周期)。使用傳統的滑動(dòng)濾波方法最高點(diǎn)的誤判率高，難以得出準確的周期。本文采用了一種改進(jìn)的滑動(dòng)濾波方法，很好的解決了以上問(wèn)題。

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

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

　　7點(diǎn)滑動(dòng)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次采集的加速度數據;N表示采集數據個(gè)數;K表示當前加速度信號的序號。

　　經(jīng)過(guò)3點(diǎn)滑動(dòng)塊或7點(diǎn)滑動(dòng)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(dòng)塊和7點(diǎn)滑動(dòng)塊的波形，并對計算出的位移和沖程進(jìn)行比較，發(fā)現7點(diǎn)滑動(dòng)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性好，如圖4所示。