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        點滴水滴的紅外檢測

        作者:huqin   來源:本站原創   點擊數:  更新時間:2014年11月10日   【字體:

         圖1

         


        通過猜想也罷,試驗也罷,首先我要假設兩點:
        1、紅外發射管的發射角度足夠大,足以照射到對面的所有接收管;
        2、接收管接收范圍是一個,以接收管大小為直徑,溝通接收、發射管之間的管型通道。如圖1所示.
        如此一來,這個由4接收、4發射管組成的紅外傳感器的接受范圍就是圖上有顏色覆蓋的地方(除了黑色),當然這只是分出了范圍,沒有分出強弱,而且,是以我2點假設成立為前提的!
        待測點滴從垂直于頁面的方向、兩排燈之間滴下,由于水滴是有空間體積的,當它從上面滴下來時,便擋住了一部分光線,從而影響一部分紅外接收管的阻值。接收管是并聯起來的,我們把這些阻值的變化轉換成電壓變化,經放大、比較,得到有效信號。從而實現了對水滴的測量。


        直接影響測量的幾個參數:
        1、接收管與接收管的距離、發射管與發射管的距離(管分布密度)。
        看圖可以想象,同類管之間的距離越大,測量密度就越小,水滴影響接收管的個數就越少,當然,有效信號就越弱。
        2、接收管和發射管的個數。
        本人以為,接收管和發射管的個數可以不一定要相同。在滿足測量密度和測量范圍的前提下,接收管越少,測量靈敏度越高!原因:由于接收管是并聯的,并聯的越多,電阻自然越小,同理,點滴對整體電阻的影響也自然少,以至于影響了測量的靈敏度。
        3、被測點滴的直徑。
        點滴的大小由輸液管型決定,20d管自然比60d管的點滴要大?梢韵胂,當點滴從傳感器之間經過,點滴越大,擋住的光線自然越多,有效信號也就越強。由此可以知,測量60d管時需要的測量密度要比20d管的要大,也就是說,60d需要同類管之間的距離要。葱枰墓芊植济芏纫螅。


        間接影響測量的幾個地方:
        1、點滴開始滴下的管口到傳感器檢測平面的距離D(如下圖)。

        圖2
        距離D越大,輸液器可傾斜的角度就越小。原因:測量范圍一定、傾斜度一定的情況下,D越大,水滴偏離中心線就越大。所以,在做結構的時候,應盡量縮小D的值。以增加可傾斜度。(呵呵,可惜公司的結構已經不能改了,如果是我參與了設計,也不至于,現在用了4個管,效果還是這么差。)
        2、看圖1,從上往下方向線上,在保持水滴在垂直滴下的情況下,應盡量使得水滴從傳感器橫的中心線穿過(也可以根據前后傾斜度的需要上下擺動)。使得水滴處于最安全的測量范圍之內,這樣,即使輸液器有一定的傾斜度,也有一定的余留測量范圍。
        3、看圖1,從左往右看,介于發送和接受管之間的中心線位置上的測量密度并不是最合適的。因為,上面有很多測量空隙(當然,如果管分布密度夠大的話,這個空隙是可以消除的,但卻減少了測量的范圍,因為管的密度大了),可見這個中心位置的測量密度分布是比不上,左右稍偏的位置的(不能太偏),因為稍偏與中心線的測量密度分布要均勻很多。所以在結構設置的時候,可根據實際,偏移這條線。(再次可惜,結構已經不能改了)


        由于結構不能改,若想讓點滴從安全系數比較大的地方滴下,而且又適應一定傾斜度的話,我想,只能加大接收管的直徑和增加接收管的數量,以拉大測量范圍。然后結構又決定用不了大直徑的接收管,那只有加大管的數量了。然而,管的數量多了,按前面分析,由于并聯電阻的原因,靈敏度就被減小了。
        所以管數也不能太多,那只有拉大管與管的距離了。但不幸的是,經過試驗,管的距離拉大之后,它的測量密度無法滿足60d管型的要求(20d管型是可以的),每到點滴傾斜到空隙的地方的時候,有效信號就會變小,以至于檢測不到點滴。


        左右為難,思前想后。我決定的解決方案是:
        1、調整傳感器的位置,讓點滴在垂直的時候,剛好從傳感器中間偏后的地方穿過,以滿足,前面傾斜度要比后面傾斜度大的需求。這個一定要精確,差了分毫造成的差距也很大。
        2、逼不得已,我只好改小了比較器的閥值,因為,60d管型的測量信號實在小得叫人害怕。


        我想,這樣,傳感器時不時檢測不到點滴的情況,就應該杜絕了(有待大量檢測證明)。

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