РАСХОДОМЕР Российский патент 1996 года по МПК G01F1/56 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к измерителям расхода.

Известен индукционный расходомер, в котором электропроводная жидкость перемещается относительно катушки индуктивности (см. а.с. N 166516, кл. G 01 F 1/58, 1964 г.).

В качестве ближайшего аналога выбран расходомер с катушкой индуктивности и сердечником, установленным на подвижном элементе датчика (см. а.с. 375491, кл. G 01 F 1/56, 1973).

Недостатком этого расходомера является недостаточно высокая точность и чувствительность. Технический результат, на решение которого направлено заявленное изобретение, заключается в повышении точности чувствительности.

Поставленный результат достигается тем, что в расходомере, содержащем измерительный преобразователь с индукционной обмоткой и сердечник, установленный на подвижном элементе, измерительный преобразователь выполнен на основе высокочастотного генератора с положительной обратной связью, который включает в себя транзисторный каскад с индуктивно связанными катушками без сердечников в эмиттерной и коллекторной цепях, а в качестве сердечника используется катушка индуктивности, подключенная к выходному каскаду датчика.

Схема датчика преобразователя показана на чертеже и представляет собой высокочастотный (ВЧ) генератор пилообразного тока с положительной обратной связью.

Обмотки L₁ и L₂ индуктивно связаны между собой. Относительно катушки L₂ с возможностью перемещения установлена катушка L₃. Все катушки используются без сердечников.

Цепочка С_эД₁ предназначена для запуска генератора, т.е. для изначального отпирания транзистора.

В зависимости от вида транзистора (вид перехода) меняется полярность включения диода.

Принцип действия преобразователя поясняется следующим образом. Нетрудно заметить, что генератор (без выходного каскада с катушкой L₃) построен по схеме усилительного каскада. При запуске генератора с помощью цепочки С_эД₁ на входе, т. е. на катушке L₁ возникает начальное напряжение, которое усиливается транзисторным каскадом. На выходе, т.е. на катушке L₂ возникает повышенное (усиленное) напряжение, которое вследствие индуктивной связи возникает на катушке L₁. Уже повышенное напряжение на катушке L₁ вновь усиливается и поступает на катушку L₂, а с ней вновь на катушку L₁. Таким образом происходит процесс лавинообразного нарастания напряжения. Этот процесс происходит только при наличии индуктивной связи катушки L₂ с катушкой L₃, которая в данном случае играет роль сердечника.

Предельная величина напряжения, возбуждаемого на катушке (предел насыщения), зависит от параметров схемы, величины (И) питания и расстояния между катушками L₂ и L₃.

Таким образом, в собранной схеме это расстояние является единственной переменной величиной, т.е. величина сигнала на катушке L₂ зависит от удаления или приближения к ней катушки L₃, на которой этот сигнал возбуждается и через выпрямительный каскад поступает на индикатор в виде постоянного напряжения.

Следовательно, установив катушку L₃ на подвижном элементе датчика, можно измерять величину перемещения, которое зависит от величины измеряемого параметра.

Поскольку схема построена на ВЧ-генераторе, то неизбежно возникновение частоты. Но т.к. генератор высокочастотный, влияние частотной составляющей будет настолько ничтожным, что на показании выходного прибора это влияние никак не сказывается. Эксперименты показывают линейный характер зависимости выходного сигнала от перемещения (расстояние между катушками L₂ и L₃).

За счет мультипликативного эффекта расширение изменения выходного сигнала по отношению к изменению расстояния (к перемещению), т.е. к величине измеряемого параметра, существенно повышается точность и чувствительность прибора.

Использование: в измерительной технике для измерения расхода. Сущность изобретения: расходомер содержит измерительный преобразователь, который содержит транзисторный каскад, две индуктивно связанные катушки L, L без сердечников и катушку индуктивности L, используемую в качестве сердечника. 1 ил.

Расходомер, содержащий измерительный преобразователь с индукционной обмоткой и сердечник, установленный на подвижном элементе датчика, отличающийся тем, что измерительный преобразователь выполнен на основе высокочастотного генератора с положительной обратной связью, который включает в себя транзисторный каскад с индуктивно связанными катушками без сердечника в эмиттерной и коллекторной цепях, а в качестве сердечника используется катушка индуктивности, подключенная к выходному каскаду датчика.