Устройство для проверки электромагнитных измерителей скорости кровотока Советский патент 1980 года по МПК A61B5/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ СКОРОСТИ Изобретение относится к медицинской технике, а именно к электромагнитным измерителям скорости и расхода крови в невскрытых сосудах живого организма и магистралях аппаратов ис кусственного кровообращения. Известно устройство для проверки электромагнитных измерителей скорости кровотока, которое содержит датчик контрольного напряжения и электромагнит {l. Для получения контроль ного сигна.па используется помещенный, в электромагнит, питаемый током блока питания измерителя, элемент Хо.лла, по которому течет от внешнего источника управляющий ток. При проверке статических характеристик измерителя, определяющих точность изме рения постоянных потоков, в качестве управлянядего тока используется постоянный ток, а при проверке динамических характеристик, определягадих точность измерения пульсирующих потоков, - переменный ток заданной формы и частоты. Устройство это обладает следующими недостатками; 1. Переменное поле электромагнита, в котором находится элемент Хо.пia, помимо полезного сигнала элемен- fc,т .... ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ .,,,; у. . . , КРОВОТОКА IУЯ та, вырабатывает в контуре его сигнальных ВЫВОДОВ и паразитную электродвижущую силу, сдвинутую по фазе на 90 по отношению к фазе подмагничивающего тока. Несмотря на средства ее компенсации, она Доставляет заметную величину по отношению к напряжениям порядка 5 мкВ,характерным для медицинских электромагнитных измерителей скорости кровотока. 2.В элементе Холла устройства возникает паразитная электрическая связь между входной цепью контролируемого измерителя и внешними промышленными установками, питающими элемент Холла тойом управле 1ия. Воздействие этой связи нестабильно, неуправляемо и усугубляется сравнительно большими значениями емкостеВ (150-25% пкФ) между цепями устройства. 3.Устройство своим электромагнитом нагружает контролируемый измеритель сильнее, чем нагружают его датчики при практической работе. Изменяя режим работы блоков измерителя, это вносит ошибки в оценку его работы. 4.В выходных цепях устройства имеются высокоомные резисторы, несвоодные от электрических флуктуации а микровольтовых уровнях напряжеий. . . .

.В результате устройство не обеспеивает высокой точности измерений.

Цель изобретения - повышение точости измерений путем снижения параитных составляюйшх выходного напряения.

Поставленная цель достигается тем,

что в устройство введены последовательно, соединенные мостовая схема, ва плеча которой составляют магниторезисторы, а два-омические разисторЫ; с равными начальными величинами сопротивлений, коммутатор и развязываю:дий трансформатор, а датчик контрольного напряжения выполнен ввиде низкоомного резистора, причем он предназначен для включения последовательно в цепь подмагничивания проверяемого измерителя и соединен с мостовой схемой и коммутатором, а выход развязывающего трансформатора предназначен для соединения со входом проверяемого измерителя.

На фиг. 1 изображена структурная схемаустройства для проверки электромагнитных измерителей скорости кроBOTOKaJ на фиг, 2 - конструкция раз.вязывающего трансформатора/ на фиг.З сигнал при проверке статических характеристик; на фиг, 4 - сигнал при проверке динамических характеристик.

Устройство содержит датчик 1 контрольного напряжения в виде иизкоомного резистора, мостовую схему, собранную на двух омических резисторах 2 и 3 и двух магниторезисторах 4 и 5 с одинаковыми начальными значениями сопротивлений, электромагнит длця модулирования контрольного напряжения, состоящий из пермаллоевого тороида б с зазором для помещения в него магниторезисторов 4 и 5 и намагничивающей Ьбмотки 7, питаемой внешним источником 8 напряжения,коммутатор 9, развязывающий трансформатор с первичной обмоткой 10 и двумя вторичными обмотками 11 и 12 и переключатель 13,

Устройство работает следующим образом..

ПоДмагничивающий ток измерителя протекает по резистору датчика 1,создавая на нем напряжение, находящееся cTpofo в фазе с ним и повторяющее его ..форму, Сопротивление резистора дол1 ома и поэтому :-при проверке он не измёнйет режим работы блоков питания йэйёрителя по сравнению с режимом работы измерителя.

При проверке статических характеристик это напряжение подается коммутатором 9 на первичную обмотку 10 развязывающего трансформатора, режим которого устанавливается в об 1Шс:тЙ пдстдянной начальн ой проницаемости материала сердечника с активной слагающей тока трансформатора, исчезающе малой по сравнению с реактивной. Вследствие этого вторичное напряжение трансформатора повторяет форму первичного и находится строго в антифазе с ним. Переключателем 13 оно подается на вх.од контролируемого измерителя. Вид контрольного сигнала изображен на фиг. 3 для случая намагничивающего тока измерителя прямо- угольной,формы, часто употребляемой в медицинских расходомерах крови.

При проверке динамических характеристик напряжение датчика 1 до подачи на обмотку 10 модулируется в мостовой схеме. Напряжение поступает на диагональ симметричного, уравновешенного моста из резисторов 2 и 3 и находящихся в зазоре пермаллоевого тороида б, магниторезисторов 4 и 5. При отсутствии тока в обмотке 7 тороида напряжение на другой диагонали моста равно нулю. При подаче напряжения от внешнего источника 8 магнитное поле тороида б изменяет величину сопротивления магниторезисторов 4 и 5 и на диагонали моста возникает напряжение, вид которого изображен на фиг, 4 для случая прямоугольного тока подмагничивания измерителя и синусоидального напряжения источника 8,

Полнота развязки контрольного напряжения на переключателе 13 с намагничивающим током, протекающим по схеме, обеспечивается конструкцией трансформатора: вторичная обмотка 12 наматывается на каркас, удаленный на несколько сантиметров от сердечника трансформатора и его других обмоток 10 и 11, и поэтому ее емкость по отношению ко всем цепям устройства оказьшается меньше 1 пкФ, При тех частотах 10 Ом, которые характерны для подмагничивающего тока в медицинских измерителях кровотока, это обеспечивает полнейшую развязку входа измерителя со всеми внешними электрическими цепями. По этой же. причине напряжение на обмотке 12 не измеряется, а заменяется измерением на обмотке 11; увеличивая число витков этой катушки, легко проводить измерения напряжения трансформатора с необходимой точностью.

Устройство использовано для исследовательской отработки электромагнитных измерителей скорости кровотока в живых организмах, С его помощью были определены поправочные коэффициенты к закону Фаралея, учитывакадие неоднородность магнитного поля в датчиках и потока крови в сосудах, необходимые для инженерного расчета измерителей,

Таким образом, конструкция устройства обеспечивает снижение паразитных составляющих выходного напряжения, что повышает точность и надежность, измерений.

Формула изобретения

Устройство для проверки электромагнитных измерителей скорости кровотока, содержащее датчик кЪнтрольного напряжениями электромагнит,о тличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений путем снижения паразитных составляющих выходного напряжения, в него введены последовательно соединенные мостовая схема, два плеча которой составляют магниторезисторы, а два - омические резисторы с равными нaчaль ымГи величинами сопротивлений, коммутатор и развязывающий трансформатор, а датчик контрольного напряжения выполнен в виде низкоомного резистора, причем QH. предназначен для включения последовательно в цепь подмагничивания проверяемого измерителя и соединен с мостовой схемой и коммутатором, а выход развязывакадего трансформатора предназначен для соединения со входом проверяемого измерителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 484861, кл. А 61 В 5/02/ 1974 (прототип) .

Ю,П