Универсальный электрошариковый первичный преобразователь расхода электропроводной жидкости

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в расходометрии любых электропроводных жидкостей в химической, фармацевтической, пищевой и других областях промышленности, в жилищно-коммунальном хозяйстве в автоматических системах учета потребления холодной и горячей воды в составе теплосчетчика. Шариковый первичный преобразователь расхода электропроводной жидкости состоит из цилиндрического корпуса с кольцевым каналом, в котором свободно может вращаться шарик, выполненный из диэлектрического материала с нулевой плавучестью в жидкости, неподвижного струенаправляющего аппарата, узла съема электрического сигнала и установленных в кольцевом канале и в плоскости качения шарика трех электродов, из которых средний электрод подключен к выходу, а два других электрода соединены с инвертирующим и неинвертирующим входами операционного усилителя, чтобы электрические сопротивления жидкости между средним электродом и двумя другими электродами вместе с двумя вспомогательными резисторами образовывали положительную и отрицательную обратные связи, охватывающие операционный усилитель и управляемые вращающимся шариком. Технический результат − независимость режима работы узла съема выходного сигнала, амплитуды и крутизны фронтов выходных прямоугольных импульсов от вида и параметров жидкости, температуры в том числе, высокая крутизна фронтов выходных импульсов даже при очень низких расходах жидкости, подавление электролиза и других электрохимических процессов в зоне электрического контакта электродов с жидкостью; исключение необходимости предварительной настройки преобразователя под конкретный вид жидкости с заданными параметрами и условия эксплуатации первичного преобразователя, снижение требований к материалу электродов и увеличенный срок эксплуатации преобразователя. 3 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в расходометрии любых электропроводных жидкостей, например воды, кислот, щелочей и их водных растворов, растворов солей в воде, в химической, фармацевтической, пищевой и других областях промышленности, в жилищно-коммунальном хозяйстве в автоматических системах учета потребления холодной и горячей воды. Особенно перспективно и технически эффективно использование заявленного универсального электрошарикового первичного преобразователя расхода (ЭШППР) электропроводной жидкости в составе счетчика количества теплоты для водяных систем теплоснабжения жилых и нежилых сооружений.

Известны варианты конструкций шариковых первичных преобразователей расхода (ШППР) жидкости в электрический сигнал, выделяющиеся среди других типов тахометрических расходомеров жидкости значительными преимуществами, которые обусловливают их предпочтительность при измерении расхода воды и агрессивных жидкостей [Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества: Справочник. 4-е изд. Л.: Машиностроение, 1989, - 701 с.].

Известен шариковый преобразователь расхода [RU №2253843 C1, кл. G01F 1/06, опубл. 10.06.2005], состоящий из корпуса из немагнитного материала, ограничительной втулки, раскрытой кольцевой полости с шаром и узла съема сигнала. Раскрытая кольцевая полость образована внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью ограничивающей втулки. Корпус преобразователя со стороны раскрытия полости с размещенным в ней шаром имеет кольцевое углубление, стабилизирующее вращение вихревого потока.

Известен шариковый расходомер [SU №1591618 A1, кл. G01F 1/06, G01F 1/10, опубл. 27.05.1988], состоящий из корпуса с входными и выходными патрубками. Внутри корпуса коаксиально расположены стержень-вытеснитель и ограничительный кольцевой элемент, который образует в корпусе непроточную полость с размещенным в ней шаром. Последняя сообщена с проточной частью кольцевой щелью. В зоне размещения шара на корпусе расположен узел съема сигнала. Для приведения во вращение шара служит струенаправляющее устройство, выполненное в виде тангенциальных каналов, расположенных в кольцевом выступе, размещенном на торце ограничительного кольцевого элемента со стороны проточной части корпуса.

Известен реверсивный датчик скоростного расходомера со свободноплавающим телом [SU №169814, кл. G01F, опубл. 17.03.1965], состоящий из корпуса, выполненного в виде цилиндрического кольца, к внешней стенке которого по касательной к рабочей полости прикреплены два патрубка, смещенные относительно друг друга по высоте и направленные в противоположные стороны.

Известен также шариковый расходомер [SU №1117448 А, кл. G01F 1/06, опубл. 07.10.1984], содержащий измерительный участок трубопровода с размещенным в нем первичным преобразователем, состоящим из цилиндрического корпуса с кольцевым каналом, струенаправляющего аппарата, струевыпрямителя и шарика, сужающее устройство, установленное соосно перед первичным преобразователем и каналом для перепуска части потока, а также узел съема электрического сигнала. С целью расширения диапазона измерений расхода корпус первичного преобразователя выполнен диаметром, меньшим диаметра измерительного трубопровода, канал для перепуска части потока образован между корпусом первичного преобразователя и измерительным трубопроводом, первичный преобразователь установлен с возможностью осевого перемещения относительно сужающего устройства, а диаметр отверстия сужающего устройства выполнен не меньше максимального диаметра корпуса первичного преобразователя.

Во всех известных конструкциях вышеперечисленных шариковых преобразователей расхода жидкости в импульсный электрический выходной сигнал имеются недостатки, обусловленные использованием ферромагнитного шарика и магнитоиндукционного датчика:

1. При прохождении ферромагнитного шарика рядом с магнитопроводом магнитоиндукционного датчика (МИД) происходит его примагничивание (притягивание) и при относительно небольшом расходе жидкости - его прилипание, что обуславливает нелинейность статической характеристики и значительный порог чувствительности в области низких расходов.

2. При горизонтальном положении преобразователя, поскольку ферромагнитный шарик относительно веса вытесненной жидкости тяжелый, то есть обладает отрицательной плавучестью, наблюдается непостоянство скорости вращения шарика в пределах одного оборота, которое нарастает при уменьшении скорости вращения, что в итоге еще больше искажает статическую характеристику первичного преобразователя.

Неплавучесть ферромагнитного шарика делает невозможным горизонтальное положение преобразователя, когда вектор силы гравитации Земли направлен перпендикулярно линейному потоку жидкости, так как при небольших расходах жидкости ферромагнитный шарик может остановиться в нижней точке кольцевого канала, то есть прекратить свое вращение.

3. Выходной сигнал МИД сильно зависит от скорости вращения шарика (скорости пробегания шарика под магнитопроводом МИД): при низких скоростях вращения шарика и, значит, небольших расходах жидкости напряжение, индуцированное в обмотке МИД, очень мало. Поэтому в клеммной коробке первичного преобразователя должен располагаться электронный усилитель. Обязательное размещение в клеммной коробке электронного усилителя приводит к повышению стоимости преобразователя, снижению надежности и помехоустойчивости при эксплуатации.

Перечисленные три недостатка известных шариковых первичных преобразователей расхода жидкости с ферромагнитным шариком и МИД обусловливают невозможность их использования при небольших расходах жидкости и горизонтальном положении.

Наиболее близким по конструкции, чувствительности преобразователя при низких расходах жидкости и точности преобразования в широком рабочем диапазоне расходов является шариковый первичный преобразователь расхода электропроводной жидкости [патент РФ RU2471154 C1, МПК G01F 1/05, опубл. 27.12.2012. Бюл. №36], состоящий из цилиндрического корпуса с кольцевым каналом, в котором свободно может вращаться шарик, неподвижного струенаправляющего аппарата и узла съема электрического сигнала, причем шарик выполнен из диэлектрического материала с нулевой плавучестью в жидкости, а узел съема электрического сигнала состоит из двух электродов, помещенных в кольцевой канал через проходные изоляторы, перпендикулярно траектории качения шарика и заподлицо с поверхностью кольцевого канала.

В данном преобразователе расхода вращающийся в кольцевом канале диэлектрический шарик модулирует электрическое сопротивление жидкости между двумя электродами с частотой собственного вращения, пропорциональной расходу жидкости. Так как шарик имеет нулевую плавучесть в жидкости и не подвергается никакому силовому воздействию, кроме самой жидкости, заставляющей его свободно вращаться в кольцевом канале, преобразователь расхода имеет высокие чувствительность и линейность функции преобразования F=f(G) в широком диапазоне расходов жидкости, где F - частота следования импульсов, G - расход жидкости.

Известный шариковый первичный преобразователь расхода электропроводной жидкости, являющийся прототипом, имеет недостатки:

Первый недостаток прототипа является следствием влияния нескольких факторов на сопротивление жидкости между двумя электродами, находящимися в кольцевом канале. Сопротивление жидкости между находящимися в ней электродами зависит, во-первых, от вида жидкости, во-вторых, от концентрации в ней тех или иных химических соединений или элементов, в-третьих, температуры и давления жидкости. Поэтому каждый известный ШППР электропроводной жидкости может нормально функционировать и соответствовать заявленным параметрам только с одним конкретным типом жидкости и при выполнении перечисленных выше ограничительных условий. В противном случае электронная часть, формирующая выходное импульсное напряжение, выйдет из требуемого режима работы, и прибор перестанет работать.

Таким образом, прототип не является универсальным ШППР и даже при работе с конкретным типом электропроводной жидкости требует настройку электронной части в зависимости от ее параметров, что сужает области его практического использования, не гарантирует достоверную и надежную работу этого ШППР, так как температура и другие параметры жидкости могут изменяться и выйти за пределы рабочего диапазона.

Второй недостаток прототипа обусловлен тем, что на поверхности электродов могут происходить электролиз, вызывающий газообразование, и другие нежелательные электрохимические процессы, которые будут искажать режим работы электронной части ШППР и даже могут вызвать химическое разрушение электродов, так как два электрода всегда находятся под напряжением постоянного тока, то есть полярность действующих на них потенциалов неизменна.

Неизменность полярности напряжения между электродами известного ШППР электропроводной жидкости поднимает значимость первого недостатка, требует изготовления электродов из такого металла или сплава металлов, который пригоден для конкретного типа жидкости.

Третий недостаток прототипа заключается в том, что при малых расходах жидкости, особенно в самом начале статической характеристики F=f(G), крутизна переднего и заднего фронтов выходного импульсного сигнала очень низкая, импульсы выходного напряжения как бы размываются во времени. Поэтому во вторичном электронном преобразователе необходимо использовать компаратор для нормирования длительностей переднего и заднего фронтов импульсов, чтобы во вторичном электронном преобразователе не происходили пропуски импульсов при вычислении расхода жидкости и ее количества.

Задачей изобретения является значительное расширение областей использования шарикового первичного преобразователя расхода электропроводной жидкости по видам жидкостей и их параметрам, увеличение точности преобразования и рабочего диапазона измерения расходов жидкости.

Технический результат - независимость режима работы узла съема выходного сигнала, амплитуды и крутизны фронтов выходных прямоугольных импульсов от вида и параметров жидкости, высокая требуемая крутизна фронтов выходных импульсов при любых, даже при очень низких расходах жидкости, подавление электролиза и других электрохимических процессов в зоне электрического контакта электродов с жидкостью, исключение необходимости предварительной настройки ЭШППР под конкретный вид жидкости с заданными параметрами и условия эксплуатации первичного преобразователя, снижение требований к материалу электродов и увеличение срока эксплуатации преобразователя.

Поставленная задача решается и технический результат достигается шариковым первичным преобразователем расхода электропроводной жидкости, состоящим из цилиндрического корпуса с кольцевым каналом, в котором свободно может вращаться шарик, выполненный из диэлектрического материала с нулевой плавучестью в жидкости, неподвижного струенаправляющего аппарата, узла съема электрического сигнала и установленных в кольцевом канале и в плоскости качения шарика трех электродов, из которых средний электрод подключен к выходу, а два других электрода соединены с инвертирующим и неинвертирующим входами операционного усилителя, чтобы электрические сопротивления жидкости между средним электродом и двумя другими электродами вместе с двумя вспомогательными резисторами образовывали положительную и отрицательную обратные связи, охватывающие операционный усилитель и управляемые вращающимся шариком. Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен заявляемый универсальный ЭШППР в виде продольного сечения.

На фиг. 2 показаны поперечное сечение Α-A ЭШППР, проходящее через плоскость качения шарика и три электрода, и электрическая схема узла съема выходного сигнала, размещенная в клеммной коробке.

На фиг. 3 изображены диаграммы входного дифференциального напряжения U_вх.диф(φ) и выходного импульсного напряжения U_вых(φ) операционного усилителя узла съема выходного сигнала ЭШППР, где угол φ определяет угловое положение шарика в кольцевом канале относительно среднего (на фиг. 2) электрода.

Универсальный ЭШППР, как показано на фиг. 1 и фиг. 2, состоит из цилиндрического корпуса 1, изготовленного, например, из стекла или пластмассы, имеющего две части с коническими внутренними полостями, неподвижного струенаправляющего аппарата 2, диэлектрического шарика 3 с нулевой плавучестью в жидкости, трех электродов 4, 5 и 6, установленных заподлицо с поверхностью канала и в плоскости качения шарика, операционного усилителя 7, резисторов 8 и 9 и двух одинаковых фланцев 10, которые сжимают между собой корпус посредством шпилек и служат для присоединения ЭШППР к входному и выходному трубопроводам с помощью сварки или резьбового соединения. На фиг. 1 и фиг. 2 шпильки не показаны.

Неподвижный струенаправляющий аппарат 2 имеет несколько лопастей для преобразования линейного потока жидкости во вращающийся и втулку, которая вместе с внутренней поверхностью корпуса 1 образует кольцевой канал. Внутри кольцевого канала во вращающемся потоке жидкости свободно может вращаться шарик 3.

Узел съема электрического выходного сигнала содержит операционный усилитель (ОУ) 7 с двухполярным питанием +U_П1 и -U_П2 и два резистора 8 и 9.

Средний электрод 4 присоединен к выходу ОУ, два других - 5 и 6 - соединены соответственно с его неинвертирующим и инвертирующим входами, поэтому сопротивления жидкости между электродами 4-5 и 4-6 вместе с резисторами 9 и 8 формируют цепи соответственно положительной и отрицательной обратных связей, охватывающих ОУ.

Коэффициенты положительной и отрицательной обратных связей

где:

R₈ и R₉ - соответственно сопротивления резисторов 8 и 9;

R_4,5 и R_4,6 - сопротивления жидкости между электродами 4-5 и 4-6 соответственно.

Если сопротивление резистора 8 равно сопротивлению резистора 9, то есть R₈=R₉, сопротивления участков жидкости между электродами 4-5 и 4-6 одинаковы (R_4,5=R_4,6), то в соответствии с формулами (1) K_ПОС=K_ООС. Тогда при любом по полярности и величине выходного напряжения U_вых ОУ 7 его входное дифференциальное напряжение U_вх.диф будет равно нулю: U_вх.диф=K_ПОСU_вых-K_ООСU_вых=0. Когда на входе ОУ, не имеющего сдвига нуля выходного напряжения, U_вх.диф=0, выходное напряжение U_вых=K_u·U_вх.диф=0, где K_u - коэффициент усиления по напряжению ОУ.

Такое статическое состояние ЭШППР теоретически возможно только тогда, когда шарик находится в противоположной электродам части кольцевого канала и напротив среднего электрода 4, как на фиг. 2, расстояния между электродами 4-5 и 4-6 точно одинаковы, резисторы 8 и 9 изготовлены с идеальной точностью и ОУ 7 не имеет сдвига выходного напряжения.

В реальном ЭШППР сопротивление резисторов 8 и 9 R8≠R9 в пределах технологического допуска, сопротивления участков жидкости между электродами 4-5 и 4-6 R_4,5≠R_4,6, так как расстояния между электродами 4-5 и 4-6 невозможно выполнять точно одинаковыми при изготовлении расходомера, реальный (интегральный) ОУ всегда имеет сдвиг нуля выходного напряжения. Поэтому даже тогда, когда шарик не влияет на сопротивления жидкости между электродами, коэффициенты K_ПОС и K_ООС не равны и, следовательно, входное дифференциальное напряжение ОУ U_вх.диф=K_ПОСU_вых-K_ООСU_вых≠0. Тогда выходное напряжение U_вых=±K_u-U_вх.диф и ограничивается максимально возможными значениями выходного напряжения используемого типа ОУ при заданных напряжениях питания +U_П1 и -U_П2.

Пусть K_ПОС>K_ООС, тогда входное дифференциальное напряжение ОУ U_вх.диф=±(K_ПОСU_вых-K_ООСU_вых), то есть оно имеет полярность относительно инвертирующего входа ОУ или положительную, если U_вых>0, или отрицательную, когда U_вых<0. Эти состояния благодаря положительной обратной связи и соотношению K_ПОС>K_ООС устойчивы до тех пор, пока шарик находится далеко от электродов 4, 5 и 6 и не влияет на сопротивления жидкости R_4,5 и R_4,6.

Предположим, что U_вых положительно, тогда напряжение на неинвертирующем входе ОУ более положительно, чем на входе инвертирующем, то есть U_вх.диф>0, тогда U_вых=K_u·U_вх.диф и также положительно и удерживает тем самым схему в данном состоянии.

Если струенаправляющий аппарат 2 ЭШППР заставляет вращаться шарик 3, например, по часовой стрелке, как показано на фиг. 2, то он, входя в зону кольцевого канала между электродами 4-5, будет увеличивать сопротивление жидкости R_4,5 между этими электродам, а сопротивление жидкости R_4,6 пока остается неизменным. Тогда согласно формулам (1) коэффициент положительной связи K_ПОС уменьшится и станет меньше коэффициента отрицательной обратной связи K_ООС. Так как теперь K_ПОС<K_ООС, дифференциальное входное напряжение ОУ U_вх.диф=K_ПОСU_вых-K_ООСU_вых станет отрицательным, и, следовательно, схема опрокинется во второе свое устойчивое состояние -выходное напряжение станет отрицательным максимально возможной величины (для используемого типа ОУ и заданных напряжениях питания +U_П1 и -U_П2).

Изменение полярности выходного напряжения благодаря положительной обратной связи происходит с максимальной скоростью для используемого типа ОУ, оцениваемой его параметром - скоростью нарастания выходного напряжения (размерность - В/мкс).

Когда шарик, вращаясь в кольцевом канале по часовой стрелке, выйдет из зоны между контактами 4-5 и войдет в зону между контактами 4-6, коэффициент положительно обратной связи K_ПОС возрастет до исходного значения, а коэффициент отрицательной обратной связи K_ООС уменьшится в соответствии с формулами (1), то есть теперь K_ПОС>K_ООС. Значит, дифференциальное входное напряжение ОУ будет положительным и, следовательно, схема вернется в свое первоначальное состояние, когда выходное напряжение было положительным.

Таким образом, при вращении шарика в кольцевом канале и K_ПОС>K_ООС полярность выходного напряжение ОУ и ЭШППР в целом изменяется два раза за один оборот, когда шарик пробегает под электродами сначала 4-5, а затем 4-6. Значит выходным сигналом является поток двухполярных импульсов, следующих с частотой, равной частоте вращения шарика.

На фиг. 3 представлены диаграммы выходного напряжения U_вых=U_вых(φ) и входного дифференциального напряжения ОУ U_вх.диф=U_вх.диф(φ), где φ - угловое положение шарика относительно среднего электрода 4; φ₀ - угловое расстояние между электродами 4-5 и 4-6; U_вх.диф(π) - входное дифференциальное напряжение ОУ, когда шарик 3 находится напротив среднего электрода 4, то есть его угловое положение относительно электрода 4 равно π радиан, и он не влияет на сопротивление жидкости между электродами 4-5 и 4-6; +U_{вх.диф.m} - входное дифференциальное напряжение ОУ, когда шарик находится между электродами 4-6; -U_{вх.диф.m} - входное дифференциальное напряжение ОУ, если шарик находится между электродами 4-5.

Входное дифференциальное напряжение ОУ, когда шарик не влияет на сопротивление жидкости между электродами 4-6 и 4-5,

U_вх.диф(π)=K_ПОСU_вых-K_оосU_вых=(U_ПОС-K_ООс)U_вых

и, учитывая формулы (1), получаем:

С достаточной степенью точности для практики можно считать, что сопротивления участков жидкости R_4,5 и R_4,6 между электродами 4-5 и 4-6 равны (подтверждается экспериментально), тогда при R_4,5=R_4,6=R:

откуда следует, что начальное, принятое условие K_пос>K_оос можно выполнить и величину U_вх.диф(π) можно установить посредством сопротивлений R₈ и R₉ резисторов 8 и 9.

Амплитуду отрицательного входного дифференциального напряжения ОУ, когда шарик находится между электродами 4-5, можно вычислить следующим образом:

где $$K_{ПОС}^{*}$$ - коэффициент положительной обратной связи, когда шарик находится между электродами 4-5 и сопротивление жидкости между этими электродами $$R_{\mathrm{4,5}}^{*}=\alpha R_{\mathrm{4,5}}$$ , то есть оно увеличится в α раз.

Согласно (1) $$K_{ПОС}^{*}=R_9/(R_9+\alpha R_{\mathrm{4,5}})$$ , и так как начальные сопротивления между электродами 4-5 и 4-6 одинаковы с достаточной степенью точности (R_4,5=R_4,6=R), $$K_{ПОС}^{*}=R_9/(R_9+\alpha R)$$ .

Учитывая значение $$K_{ПОС}^{*}$$ ,

или после несложных алгебраических преобразований

На диаграммах U_вх.диф(φ) и U_вых(φ) видно, что ОУ изменяет свое состояние и выходной сигнал ЭШППР имеет форму двухполярных прямоугольных импульсов, если выполняются два условия: U_вх.диф(π)>0 и -U_{вх.диф.m}<0.

Из выражений (2) и (3) следует, что условия работоспособности заявленного ЭШППР выполняются, если соответственно R₉>R₈ и R₉<αR₈.

Из данных двух соотношений сопротивлений R₈ и R₉ резисторов 8 и 9 следует фундаментальное для заявленного ЭШППР требование: R₈<R₉<αR₈, которое не зависит от сопротивлений жидкости между электродами 4-6 и 4-5 и тем самым свидетельствует о независимости режима работы узла формирования выходного импульсного сигнала ЭШППР от вида электропроводной жидкости и ее физико-химических параметров. Поэтому заявленный ШППР можно считать универсальным, то есть пригодным к расходометрии различных электропроводных жидкостей без предварительной настройки под конкретный вид жидкости и ее заданные параметры.

Настройка заявленного ЭШППР производится только один раз на заключительной стадии его изготовления: в узле формирования выходного сигнала устанавливаются резисторы 8 и 9, сопротивления которых связаны соотношением R₈<R₉<αR₈.

Коэффициент изменения сопротивления жидкости α, равный отношению сопротивлений жидкости между электродами 4-5 или 4-6, когда между ними находится шарик и его под ними нет, зависит только от конструктивных особенностей гидромеханической части ЭШППР - формы поперечного сечения и геометрических размеров кольцевого канала, диаметра шарика, расстояния между электродами и их расположения относительно плоскости качения шарика.

Необходимо особо отметить влияние температуры на точность преобразования расхода жидкости в частоту следования выходных импульсов, как на один из основных дестабилизирующих факторов в измерительной технике.

В заявленном ЭШППР изменение температуры вызывает изменение сопротивлений резисторов 8 и 9 в соответствии с их температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) и температурный дрейф приведенного к входу напряжения смещения и разности входных токов используемого ОУ.

Если в узел формирования выходного напряжения ЭШППР установлены однотипные резисторы 8 и 9 (тем более с одинаковой датой выпуска), то согласно формулам (1), (2) и (3) изменение их сопротивлений с одинаковым ТКС не приведет к изменению режима работы электронной части преобразователя и, следовательно, температурному смещению функции преобразования F=f(G).

Температурный дрейф входных параметров ОУ приводит к смещению функции U_вх.диф(φ) непрогнозируемо в положительном или отрицательном направлении. При этом длительность, например, импульса положительной полярности возрастет, длительность импульса отрицательного снизится на такую же величину, но переход и частота останутся неизменными. При использовании интегрального ОУ прецизионного типа температурным дрейфом его входных параметров можно пренебречь в нормированном диапазоне рабочих температур.

Итак, заявленное изобретение позволяет значительно расширить области использования шарикового первичного преобразователя расхода электропроводной жидкости за счет его универсализации по видам жидкостей и их физико-химическим параметрам, увеличить рабочий диапазон измерения расхода жидкости и точность преобразования благодаря получению технического результата:

Во-первых, выходное напряжение ЭШППР двухполярное, поэтому на электроде 4 напряжение переменное с амплитудой, равной максимально возможному выходному напряжению ОУ выбранного типа при заданных напряжениях питания +U_П1 и -U_П2, на электродах 5 и 6 напряжения также будут переменными с амплитудами соответственно K_ПОСU_вых и K_ООСU_вых.

Значит, так как электроды 4, 5 и 6 находятся под напряжением переменного тока, возможные электролиз и другие нежелательные электрохимические процессы на поверхности электродов будут подавляться [Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. М.: Высшая школа, 1962, стр. 649].

Во-вторых, достигаются максимально возможная крутизна фронтов выходных двухполярных импульсов, ограниченная только быстродействием используемого ОУ (параметром - скоростью нарастания выходного напряжении), и стабильные амплитуды положительных и отрицательных импульсов, фиксированные напряжениями питания ЭШППР +U_П1 и -U_П2, независящие от угловой скорости вращения шарика и, следовательно, от величины расхода жидкости, а также ее вида и физико-химических параметров.

Шариковый первичный преобразователь расхода электропроводной жидкости, состоящий из цилиндрического корпуса с кольцевым каналом, в котором свободно может вращаться шарик, выполненный из диэлектрического материала с нулевой плавучестью в жидкости, неподвижного струенаправляющего аппарата, электродов, размещенных в кольцевом канале заподлицо с его поверхностью, и узла съема электрического сигнала, отличающийся тем, что в кольцевом канале и в плоскости качения шарика установлены три электрода, из которых средний электрод подключен к выходу, а два других электрода соединены с инвертирующим и неинвертирующим входами операционного усилителя таким образом, что электрическими сопротивлениями жидкости между средним электродом и двумя другими электродами вместе с двумя вспомогательными резисторами образованы положительная и отрицательная обратные связи, охватывающие операционный усилитель.