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点滴水滴的红外检测

作者:huqin   来源:本站原创   点击数:x  更新时间:2014年11月10日   【字体:

 图1

 


通过猜想也罢,试验也罢,首先我要假设两点:
1、红外发射管的发射角度足够大,足以照射到对面的所有接收管;
2、接收管接收范围是一个,以接收管大小为直径,沟通接收、发射管之间的管型通道。如图1所示.
如此一来,这个由4接收、4发射管组成的红外传感器的接受范围就是图上有颜色覆盖的地方(除了黑色),当然这只是分出了范围,没有分出强弱,而且,是以我2点假设成立为前提的!
待测点滴从垂直于页面的方向、两排灯之间滴下,由于水滴是有空间体积的,当它从上面滴下来时,便挡住了一部分光线,从而影响一部分红外接收管的阻值。接收管是并联起来的,我们把这些阻值的变化转换成电压变化,经放大、比较,得到有效信号。从而实现了对水滴的测量。


直接影响测量的几个参数:
1、接收管与接收管的距离、发射管与发射管的距离(管分布密度)。
看图可以想象,同类管之间的距离越大,测量密度就越小,水滴影响接收管的个数就越少,当然,有效信号就越弱。
2、接收管和发射管的个数。
本人以为,接收管和发射管的个数可以不一定要相同。在满足测量密度和测量范围的前提下,接收管越少,测量灵敏度越高!原因:由于接收管是并联的,并联的越多,电阻自然越小,同理,点滴对整体电阻的影响也自然少,以至于影响了测量的灵敏度。
3、被测点滴的直径。
点滴的大小由输液管型决定,20d管自然比60d管的点滴要大。可以想象,当点滴从传感器之间经过,点滴越大,挡住的光线自然越多,有效信号也就越强。由此可以知,测量60d管时需要的测量密度要比20d管的要大,也就是说,60d需要同类管之间的距离要小(即需要的管分布密度要大)。


间接影响测量的几个地方:
1、点滴开始滴下的管口到传感器检测平面的距离D(如下图)。

图2
距离D越大,输液器可倾斜的角度就越小。原因:测量范围一定、倾斜度一定的情况下,D越大,水滴偏离中心线就越大。所以,在做结构的时候,应尽量缩小D的值。以增加可倾斜度。(呵呵,可惜公司的结构已经不能改了,如果是我参与了设计,也不至于,现在用了4个管,效果还是这么差。)
2、看图1,从上往下方向线上,在保持水滴在垂直滴下的情况下,应尽量使得水滴从传感器横的中心线穿过(也可以根据前后倾斜度的需要上下摆动)。使得水滴处于最安全的测量范围之内,这样,即使输液器有一定的倾斜度,也有一定的余留测量范围。
3、看图1,从左往右看,介于发送和接受管之间的中心线位置上的测量密度并不是最合适的。因为,上面有很多测量空隙(当然,如果管分布密度够大的话,这个空隙是可以消除的,但却减少了测量的范围,因为管的密度大了),可见这个中心位置的测量密度分布是比不上,左右稍偏的位置的(不能太偏),因为稍偏与中心线的测量密度分布要均匀很多。所以在结构设置的时候,可根据实际,偏移这条线。(再次可惜,结构已经不能改了)


由于结构不能改,若想让点滴从安全系数比较大的地方滴下,而且又适应一定倾斜度的话,我想,只能加大接收管的直径和增加接收管的数量,以拉大测量范围。然后结构又决定用不了大直径的接收管,那只有加大管的数量了。然而,管的数量多了,按前面分析,由于并联电阻的原因,灵敏度就被减小了。
所以管数也不能太多,那只有拉大管与管的距离了。但不幸的是,经过试验,管的距离拉大之后,它的测量密度无法满足60d管型的要求(20d管型是可以的),每到点滴倾斜到空隙的地方的时候,有效信号就会变小,以至于检测不到点滴。


左右为难,思前想后。我决定的解决方案是:
1、调整传感器的位置,让点滴在垂直的时候,刚好从传感器中间偏后的地方穿过,以满足,前面倾斜度要比后面倾斜度大的需求。这个一定要精确,差了分毫造成的差距也很大。
2、逼不得已,我只好改小了比较器的阀值,因为,60d管型的测量信号实在小得叫人害怕。


我想,这样,传感器时不时检测不到点滴的情况,就应该杜绝了(有待大量检测证明)。

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