Устройство для проверки электромагнитных измерителей скорости кровотока

 

Союз Советских

Социалистическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

<,>784866 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 04.0179 (21) 2707008/28-13 (51)М. Кл. с присоединением заявки Но

A 61 В 5/02

Государственный комитет

СССР во делам изобретениИ н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 071280. Бюллетень Но 45

Дата опубликования описания 07.1280 (53) УДК 615 ° 471:

:616-073.178"

--71(088.8) (72) Авторы изобретения

Н.В. Булгаков и В.Н. Самойлов (71) Заявитель с-„

6 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ 1, -,,:

ИЗМЕРИТЕЛЕЙ СКОРОСТИ КРОВОТОКА " .-";".,- - и.:;,"., и ы 1И

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к электромагнитным измерителям скорости и расхода крови в невскрытых сосудах живого организма и магистралях аппаратов ис- з кусственного кровообращенйя.

Известно устройство для проверки электромагнитных измерителей скорости кровотока, которое содержит датчик контрольного напряжения и электромагнит f1). Для получения контрольного сигнала используется помещенный.в электромагнит, питаемый током блока питания измерителя, элемент

Холла, по которому течет от внешнего 15 источника управляющий ток. При проверке статических характеристик измерителя, определяющих точность измерения постоянных потоков, в качестве управляющего тока используется пос- 20 тоянный ток, а при проверке динамических характеристик, определяющих точность измерения пульсирующих потоков, — переменный ток заданной формы и частоты. 25

Устройство это обладает следующими недостатками:

1. Переменное поле электромагнита, в котором находисся элемент Холча, помимо полезного сигнала элемен- 30 га, вырабатывает в контуре его сигнальных выводов и паразитную электродвижущую силу, сдвинутую по фазе на

90о по отношению к фазе подмагничивающего тока. Несмотря на средства ее компенсации, она составляет 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 током управЛеиия. Воздействие этой связи нестабильно, неуправляемо и усугубляется сравнительно большими значениями емкостей (150-25в 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, несво7848бб бодные от электрических флуктуаций на микровольтовых уровнях напряжений. ,В результате устройство не обеспечивает высокой точности измерений.

Цель изобретения — повышение точности измерений путем снижения паразитных составляющих выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены последова- © тельно, соединенные мостовая схема, два плеча которой составляют магниторезисторы, а два-омические резисторы,. с равными начальными величинами сопротивлений, коммутатор и развязывающий трансформатор, а датчик контрольного напряжения выполнен в виде низкоомного резистора, причем он предназначен для включения последовательно в цепь подмагничивания проверяемого измерителя и соединен с мостовой схемой Щ и коммутатором, а выход развязывающего трансформатора предназначен для соединения со входом проверяемого измерителя.

На фиг. 1 изображена структурная 25 схема устройства для проверки электромагнитных измерителей скорости кровотока, на фиг. 2 — конструкция развязывающего трансформатора, на фиг.3 сигнал при проверке статических характеристик, на фиг. 4 — сигнал при проверке динамических характеристик.

Устройство содержит датчик 1 контрольного напряжения в виде низкоомного резистора, мостовую схему, собранную на двух омических резисторах 2 и 3 и двух магниторезисторах 4 и 5 с одинаковыми начальными значениями сопротивлений, электромагнит для модулирования контрольного напряжения, состоящий из пермаллоевого тороида б 40 с зазором для помещения в него магниторезисторов 4 и 5 и намагничивающей обмотки 7, питаемой внешним источником 8 напряжения, коммутатор 9, развязывающий трансформатор с первич- 5 ной 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 строго а фазе с ним и повторяющее его,форму., Сопротивление резисторадолй, ома и поэтому при проверке оН не изменяет режим работы блоков питания измерителя по сравнению с режимом работы измерителя.

При проверке статических характеристик это напряжение подается коммутатором 9 на первичную обмотку 10 @) развязывающего трансформатора, режим работы которого устанавливается в об«

"" "ластй постоянной начальной пройицаемости материала сердечника с активной слагающей тока трансформатора, исчезакще 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 вход контролируемого измерителя. Вид контрольного сигнала изображен на фиг. 3 для случая намагничивающего тока измерителя прямоугольной 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, уравновешенногo 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 оказывается меньше 1 пкФ. При тех частотах 10 0М, 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 из мерения напряжения трансформатора с необходимой точностью, Устройство использовано для иссле. довательской отработки электромагнитных измерителей скорости кровотока в живых организмах. С его помощью были определены поправочные коэффициенты к закону Фарадея, учитывающие неоднородность магнитного поля в датчиках и потока крови в сосудах, необходимые для инженерного расчета измерителей.

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

784866

Формула изобретения

Устройство для проверки электромагнитных измерителей скорости кровотока, содержащее датчик контрольного напряжения и электромагнит,о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с э целью повыаения точности измерений путем снижения паразитных составляющих выходного напряжения, в него введены последовательно соединенные мостовая схема, два плеча которой сос- тавляют магниторезисторы, а два — омические резисторы с равными начальЪ ы-. ми величинами сопротивлений, коммутатор и развязывакций трансформатор, а датчик контрольного напряжения выполнен r виде 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.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 484861, кл. А 61 В 5/02, 1974 (про-. тотип) . 1

784866

Составитель Л. Соловьев

Редактор С. Титова Техред M.Петко Корректор Л. Иван.

Заказ 8699/3 Тираж 673 Подписное

BHHHIlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4