[實用新型]LC阻尼振蕩流量采樣裝置

有效

• 申請號: 200920167870.2
• 申請日: 2009-07-31
• 公開（公告）號: CN201508205U
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 陳立楠
• 申請（專利權）人: 曼瑞德自控系統(樂清)有限公司
• 主分類號: G01F1/56
• 分類號: G01F1/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本實用新型屬于電信號的采樣裝置，特別是涉及一種流量的采樣電路裝置。

背景技術：

在傳統的流量計量中，最常用的方式是采用的氣體、液體在流動的過程中，推動葉輪，然后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。也有采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采樣裝置，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；這種采樣裝置不需經過機械傳遞即可取出流量采樣信號，具有計量精度高的優點。但由于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阻尼振蕩流量采樣電路裝置，使用一般的單片機即可實現。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：一種LC阻尼振蕩流量采樣裝置，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后形成的脈沖寬度即可。

流量傳感電路包括振蕩觸發電路(1)、LC振蕩回路(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振蕩回路(2)由電感L1和電容C1并聯組成，一端接振蕩觸發電路(1)中的三極管T1的集電極，另一端經電阻R4接至正電源；LC振蕩回路(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)整流濾波后將信號轉換成寬度由振蕩信號決定的脈沖送至系統。

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，并且降低了功耗。

附圖說明

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振蕩回路(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)由三極管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，使三極管T1導通，連接在三極管T1集電極上的LC振蕩回路(2)的一端被拉低，LC振蕩回路(2)另一端經電阻R4接正電源，因此給LC振蕩回路提供了激勵源，LC振蕩回路開始振蕩。電容C3在此電路中起隔直通交作用，使三極管T1導通后又迅速截止，保證LC振蕩回路(2)起振后能迅速切斷激勵源，使LC振蕩回路(2)自由振蕩衰減。

LC振蕩回路(2)由電感L1、電容C1并聯組成的振蕩電路；LC振蕩回路(2)由振蕩觸發電路(1)觸發后發生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，并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，由于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)由三極管T2，電阻R4，電阻R5組成；如果LC振蕩回路(2)振幅足夠大，三極管T2就會導通。三極管T2將LC振蕩回路(2)的模擬振蕩信號轉換并放大為脈沖信號。在欠阻尼振蕩的狀態下，三極管T2會導通次數多，脈沖個數多。在阻尼振蕩的狀態下，三極管T2導通次數少，脈沖個數少。

振蕩信號整流濾波電路(4)由電阻R5，電容C4，整流二極管D1，電阻R6，電容C5組成；振蕩信號放大電路(3)產生的脈沖信號經電阻R5、電容C4一次濾波，經整流二極管D1整流，又經電阻R6、電容C5二次濾波后，將脈沖信號轉換成寬脈沖。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系；系統在B處檢測脈沖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。因此本實用新型采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。