Lc阻尼振蕩流量採樣裝置的製作方法

2023-10-27 15:59:17

專利名稱：Lc阻尼振蕩流量採樣裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電信號的採樣裝置，特別是涉及一種流量的採樣電路裝置。
技術背景 在傳統的流量計量中，最常用的方式是採用的氣體、液體在流動的過程中，推動葉 輪，然後經過一系統機械傳遞，轉換成機械式的計數器。這種方法計數不準確，誤差較大。 也有採用韋根或霍爾等磁性傳感器，但磁鐵容易吸附雜質，影響流量精度，磁鋼易腐蝕等缺 點。TI公司也設計的一種阻尼振蕩流量測量採樣裝置，是利用兩個感應銅片和設置在兩個 感應銅片的三個在圓周上以120°均布的電感組成的；這種採樣裝置不需經過機械傳遞即 可取出流量採樣信號，具有計量精度高的優點。但由於信號檢測需要比較器電路，對系統要 求較高，功耗也比較高。
發明內容 本實用新型的目的是提供一種信號檢測更簡便，成本和功耗更低的LC阻尼振蕩 流量採樣電路裝置，使用一般的單片機即可實現。 為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案一種LC阻尼振蕩流量採樣裝 置，L指電感，C指電容，包括金屬感應片和包含有電感的流量傳感電路，信號檢測只需系統 定時觸發振蕩，定時檢測振蕩信號經過處理後形成的脈衝寬度即可。 流量傳感電路包括振蕩觸發電路(1) 、LC振蕩迴路(2)、振蕩信號放大電路(3)、振 蕩信號整流濾波電路(4)和金屬感應片(5);所述LC振蕩迴路(2)由電感L1和電容C1並 聯組成，一端接振蕩觸發電路(1)中的三極體T1的集電極，另一端經電阻R4接至正電源； LC振蕩迴路(2)由振蕩觸發電路(1)觸發振蕩，振蕩信號經振蕩信號放大電路(3)轉換放 大，通過振蕩信號整流濾波電路(4)整流濾波後將信號轉換成寬度由振蕩信號決定的脈衝 送至系統。 本實用新型信號檢測簡便，安裝非常方便，做到既不影響計量，又節省成本，並且 降低了功耗。

圖1、圖2是本實用新型的結構示意圖； 圖3、圖4是本實用新型的立體結構示意圖； 圖5是本實用新型的流量傳感電路原理圖； 圖6是欠阻尼振蕩的衰減波形圖； 圖7是阻尼振蕩的衰減波形圖
具體實施方式圖1、圖2中(5)為一片固定在葉輪上可從電感上方或下方轉動經過的金屬片，與電感L1為非接觸式連接。 流量傳感電路裝置包括振蕩觸發電路(1)、 LC振蕩迴路(2)、振蕩信號放大電路 (3)、振蕩信號整流濾波電路(4)和金屬感應片(5)。 如圖5原理圖所示，振蕩觸發電路(1)由三極體T1和兩個基極偏置電阻R1，R2組 成；系統定時將A置高再拉低，使三極體Tl導通，連接在三極體Tl集電極上的LC振蕩迴路 (2)的一端被拉低，LC振蕩迴路(2)另一端經電阻R4接正電源，因此給LC振蕩迴路提供了 激勵源，LC振蕩迴路開始振蕩。電容C3在此電路中起隔直通交作用，使三極體T1導通後 又迅速截止，保證LC振蕩迴路(2)起振後能迅速切斷激勵源，使LC振蕩迴路(2)自由振蕩 衰減。 LC振蕩迴路(2)由電感L1、電容C1並聯組成的振蕩電路；LC振蕩迴路(2)由振 蕩觸發電路(1)觸發後發生LC諧振。當葉輪的金屬感應片(5)沒有覆蓋在電感上時，振蕩 從開始到衰減停止振蕩能夠持續較長的時間，因存在內阻，有能量消耗，並不是理想的無阻 尼振蕩，所以此狀態為欠阻尼振蕩(振蕩信號波形如圖6)。如果銅片覆蓋在電感上時，由於 銅片吸收了電感上的能量，振蕩會很快衰減，衰減周期很短，稱為阻尼振蕩(振蕩信號波形 如圖7)。 振蕩信號放大電路(3)由三極體T2，電阻R4，電阻R5組成；如果LC振蕩迴路(2) 振幅足夠大，三極體T2就會導通。三極體T2將LC振蕩迴路(2)的模擬振蕩信號轉換並放 大為脈衝信號。在欠阻尼振蕩的狀態下，三極體T2會導通次數多，脈衝個數多。在阻尼振 蕩的狀態下，三極體T2導通次數少，脈衝個數少。 振蕩信號整流濾波電路(4)由電阻R5，電容C4，整流二極體Dl，電阻R6，電容C5 組成；振蕩信號放大電路(3)產生的脈衝信號經電阻R5、電容C4一次濾波，經整流二極體 Dl整流，又經電阻R6、電容C5 二次濾波後，將脈衝信號轉換成寬脈衝。從而實現了振蕩衰 減周期和B點的高電平寬度成正比的關係；系統在B處檢測脈衝的寬度來判斷振蕩信號是 欠阻尼振蕩還是阻尼振蕩，從而判斷電感L1是否在葉輪的金屬感應片區(5)。 根據多次檢測電感是處在金屬感應片區還是處在無金屬感應片區即可判斷葉輪 是否轉過一周。因此本實用新型採用一個電感直接檢測葉輪的轉動狀態，從而計算出實際 的流量。使用兩個電感可檢測比較兩個電感的位置變化狀態，從而判斷葉輪的轉動方向，即 水流方向。
權利要求本實用新型涉及一種LC阻尼振蕩流量採樣裝置，包括金屬感應片和包含有電感的流量傳感電路，其特徵在於本裝置包括振蕩觸發電路(1)、LC振蕩迴路(2)、振蕩信號放大電路(3)、振蕩信號整流濾波電路(4)和金屬感應片(5)；所述LC振蕩迴路(2)由電感L1和電容C1並聯組成，一端接振蕩觸發電路(1)中的三極體T1的集電極，另一端經電阻R4接至正電源；LC振蕩迴路(2)由振蕩觸發電路(1)觸發振蕩，振蕩信號經振蕩信號放大電路(3)轉換放大，通過振蕩信號整流濾波電路(4)整流濾波後將振蕩信號轉換成寬度由振蕩信號決定的脈衝送至系統。
專利摘要本實用新型涉及一種LC阻尼振蕩流量採樣裝置，包括振蕩觸發電路、LC振蕩迴路、振蕩信號放大電路、振蕩信號整流濾波電路和金屬感應片；所述LC振蕩迴路由電感L1和電容C1並聯組成，一端接振蕩觸發電路中的三極體T1的集電極，另一端經電阻R4接至正電源；LC振蕩迴路由振蕩觸發電路觸發振蕩，振蕩信號經振蕩信號放大電路放大，通過振蕩信號整流濾波電路整流濾波後將振蕩信號轉換成脈衝送至系統。本實用新型的優點在系統定時觸發振蕩，測量由振蕩信號轉換成的脈衝寬度來確定電感是否處在葉輪的金屬感應片區，從而得知葉輪是否轉過一周，此電路信號檢測方便，做到既不影響計量，又節省成本，並且大大降低了功耗。
文檔編號G01F1/56GK201508205SQ200920167870
公開日2010年6月16日 申請日期2009年7月31日 優先權日2009年7月31日
發明者陳立楠 申請人:曼瑞德自控系統(樂清)有限公司