[实用新型]LC阻尼振荡流量采样装置

说明书

技术领域：

本实用新型属于电信号的采样装置，特别是涉及一种流量的采样电路装置。

背景技术：

在传统的流量计量中，最常用的方式是采用的气体、液体在流动的过程中，推动叶轮，然后经过一系统机械传递，转换成机械式的计数器。这种方法计数不准确，误差较大。也有采用韦根或霍尔等磁性传感器，但磁铁容易吸附杂质，影响流量精度，磁钢易腐蚀等缺点。TI公司也设计的一种阻尼振荡流量测量采样装置，是利用两个感应铜片和设置在两个感应铜片的三个在圆周上以120°均布的电感组成的；这种采样装置不需经过机械传递即可取出流量采样信号，具有计量精度高的优点。但由于信号检测需要比较器电路，对系统要求较高，功耗也比较高。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种信号检测更简便，成本和功耗更低的LC阻尼振荡流量采样电路装置，使用一般的单片机即可实现。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种LC阻尼振荡流量采样装置，L指电感，C指电容，包括金属感应片和包含有电感的流量传感电路，信号检测只需系统定时触发振荡，定时检测振荡信号经过处理后形成的脉冲宽度即可。

流量传感电路包括振荡触发电路(1)、LC振荡回路(2)、振荡信号放大电路(3)、振荡信号整流滤波电路(4)和金属感应片(5)；所述LC振荡回路(2)由电感L1和电容C1并联组成，一端接振荡触发电路(1)中的三极管T1的集电极，另一端经电阻R4接至正电源；LC振荡回路(2)由振荡触发电路(1)触发振荡，振荡信号经振荡信号放大电路(3)转换放大，通过振荡信号整流滤波电路(4)整流滤波后将信号转换成宽度由振荡信号决定的脉冲送至系统。

本实用新型信号检测简便，安装非常方便，做到既不影响计量，又节省成本，并且降低了功耗。

附图说明

图1、图2是本实用新型的结构示意图；

图3、图4是本实用新型的立体结构示意图；

图5是本实用新型的流量传感电路原理图；

图6是欠阻尼振荡的衰减波形图；

图7是阻尼振荡的衰减波形图

具体实施方式

图1、图2中(5)为一片固定在叶轮上可从电感上方或下方转动经过的金属片，与电感L1为非接触式连接。

流量传感电路装置包括振荡触发电路(1)、LC振荡回路(2)、振荡信号放大电路(3)、振荡信号整流滤波电路(4)和金属感应片(5)。

如图5原理图所示，振荡触发电路(1)由三极管T1和两个基极偏置电阻R1，R2组成；系统定时将A置高再拉低，使三极管T1导通，连接在三极管T1集电极上的LC振荡回路(2)的一端被拉低，LC振荡回路(2)另一端经电阻R4接正电源，因此给LC振荡回路提供了激励源，LC振荡回路开始振荡。电容C3在此电路中起隔直通交作用，使三极管T1导通后又迅速截止，保证LC振荡回路(2)起振后能迅速切断激励源，使LC振荡回路(2)自由振荡衰减。

LC振荡回路(2)由电感L1、电容C1并联组成的振荡电路；LC振荡回路(2)由振荡触发电路(1)触发后发生LC谐振。当叶轮的金属感应片(5)没有覆盖在电感上时，振荡从开始到衰减停止振荡能够持续较长的时间，因存在内阻，有能量消耗，并不是理想的无阻尼振荡，所以此状态为欠阻尼振荡(振荡信号波形如图6)。如果铜片覆盖在电感上时，由于铜片吸收了电感上的能量，振荡会很快衰减，衰减周期很短，称为阻尼振荡(振荡信号波形如图7)。

振荡信号放大电路(3)由三极管T2，电阻R4，电阻R5组成；如果LC振荡回路(2)振幅足够大，三极管T2就会导通。三极管T2将LC振荡回路(2)的模拟振荡信号转换并放大为脉冲信号。在欠阻尼振荡的状态下，三极管T2会导通次数多，脉冲个数多。在阻尼振荡的状态下，三极管T2导通次数少，脉冲个数少。

振荡信号整流滤波电路(4)由电阻R5，电容C4，整流二极管D1，电阻R6，电容C5组成；振荡信号放大电路(3)产生的脉冲信号经电阻R5、电容C4一次滤波，经整流二极管D1整流，又经电阻R6、电容C5二次滤波后，将脉冲信号转换成宽脉冲。从而实现了振荡衰减周期和B点的高电平宽度成正比的关系；系统在B处检测脉冲的宽度来判断振荡信号是欠阻尼振荡还是阻尼振荡，从而判断电感L1是否在叶轮的金属感应片区(5)。

根据多次检测电感是处在金属感应片区还是处在无金属感应片区即可判断叶轮是否转过一周。因此本实用新型采用一个电感直接检测叶轮的转动状态，从而计算出实际的流量。使用两个电感可检测比较两个电感的位置变化状态，从而判断叶轮的转动方向，即水流方向。