液滴检测
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3、滑轮、步进电机的安装难度大，我们采用 了自制滑轮，其灵敏性低于定滑轮。
总结
• 本装置采用AT89C52作为主控制器，红外 对射管检测点滴速度，步进电机调节储液 瓶高度控制其点滴速度，系统的功能、液 体控制范围和精度指标达到设计要求，能 动态显示液体点滴速度，实现了远程监控， 抗干扰能力比较强。
2、储液瓶液面检测
• 储液瓶液面和点滴速度检 测原理相同，当有水时， P2.2口接收到稳定的高电 平信号；当液面低于警戒 线2-3cm时，接收管处电路 导通，输入P2.2口低电平， 于是发生了电平的跳变， 单片机进行声光报警
3、报警电路
• 当液面低于警戒线23cm时，有P2.2口接收 到跳变信号后，让 P3.3口输出高电平， 经过三极管9014放大 电流，蜂鸣器鸣叫， LED灯亮，形成声光报 警。
综合分析：方案一采用步进电机调 节输液瓶高度，通过高度与点滴速度的 关系实现PID控制，容易较实现。方案二 由于输液管横截面积小，变形后恢复速 度缓慢，安装工艺要求高，难以控制。 综合我们选择方案一。
系统总体原理框图（基本要求）
1、点滴速度检测
• 原理：红外发射管发射红外线， 当无液滴通过时，接收管接收 到红外光，C点输出高电平；当 液滴通过时，由于水对红外光 的吸收和散射，C点输出低电平。 由于信号产生强弱变化，C点的 信号经三极管开关电路将高低 电平信号送入单片机P2.0口进 行数据采集计数，测出点滴速 度。
0~2
0~1
-1~0
-1~0
0
0
相对误差
（%） -1.3~+0.67 0~+1.67 0~+1
-1.25~0 1.6~0
0
0
滴速从20滴/分调整到150滴/分的时间：2' 28''
问题分析
1、该装置最大的难点是红外对射管的安装工 艺，导致信号很不稳定。应该考虑更合理 的安装方法，固定其电路。
2、水滴信号经过三极管开关电路，效果还可 以，可以考虑用施密特触发器整形，以便 更好的降低干扰。
系统分析和方案选择
1.液体点滴速度测量方案
方案一：利用光电传感器。将光电传感器发射和接收置于滴斗两 端，当液体下落，由于水的折射散射，传感器接收到的光信号降低， 以此计数，完成接收
方案二：利用红外发射接收反射管。红外LED发出的红外光经液 滴反射后由光敏二极管接收，当有液滴滴下时有光信号，从而实现液 滴的检测。
方案三：用测定电容的方法来检测。在瓶壁上用两块薄金属箔 包裹构造出一个电容。根据电容中的介质不同，可以确定是否达到 警戒水位。
综合比较：方案一储液瓶的透射性比滴斗弱，因此有无水时接 收管接收的信号差异大，电路利用发射接收管实现方便。方案二称 重传感器测量精度高，准确性能好，不过价格较贵。方案三不同的 液体介电常数不同，测试麻烦，实用性不强。综合比较，我们依然 选择了红外接收对射管检测液面检测，当液面达到液位低于2～3cm 时发出报警信号。
3. 点滴速度控制方案选择
方案一：通过改变输液瓶高度控制垫 底速度。滴斗到受液瓶的高度H2来调节 点滴的速度，由电动机带动储液瓶使储 液瓶上升或下降改变滴斗到受液瓶的高 度H2，从而改变液体压强差，调节点滴 速度。
方案二：通过控制滴速夹的松紧来 控制点滴的速度。在输液瓶高度确定的 条件下，通过改变输液管导通横截面积 实现点滴速度的控制。
软件设计
• 1.主函数流程图
2.端口1中断函数流程图
测试数据
序
号
1
2
3
4
5
6
7
测量
设定滴速 （滴/分）
150
120
100
80
60
40
20
显示滴速 （滴/分）
148~151
120~122
100~101
79~80 59~60
40
20
实际滴速 （滴/分）
Байду номын сангаас
150
120
100
80
60
40
20
误差滴数 -2~+1
2. 储液瓶液面检测报警电路
题目要求：在储液瓶位低液位时发出报警信号。在此是关键如 何检测到液位的高度，报警较易实现。检测液位有多种方法。
方案一：同点滴速度测量模块，仍然采用红外对管发射接收。 根据该接收管收到的光强的大小来判断液位是否达到警戒水位。
方案二：采用称重传感器检测。利用称重传感器检测总质量， 并与实际测量中当液体液面达到设定位置时的总质量相比较，根据 液体体积与质量的关系，当测量总质量与设定值相等时发出报警。
方案三：利用红外发射接收透射管。红外LED发出的红外光透过 滴斗由光敏二极管接收，当有液滴滴下时，接收到的信号会减弱，产 生脉冲信号，通过三极管开关电路，将信号送入单片机。
综合比较上面三种方案：方案一，水为透明液体，对可见光的吸 收很弱，并且会有自然光的影响；方案二，利用红外反射原理来检测 点滴速度时，由于液滴比较小发射的光很微弱，并且安装不便；方案 三，利用水对红外的吸收和折射原理实现时，液体滴落时，接收信号 减弱，发出脉冲，同时电路安装较容易实现。综合比较，我们选择了 方案三。
液滴检测与计数系统
指导老师：任宏伟 小组成员：由彩慧
王健新 张佳琦
设计任务及要求
一、任务
设计并制作一个液体 点滴速度监测与控制 装置，示意图如右图 所示。需要检测液体 滴落速度和数量。滴 落速度范围为20-150 滴/分钟，可由滴速夹 调节。设计检测液体 滴落数量与速度，并 动态显示。
二、要求
1、基本要求 二、要求 1．基本要求 （1）可检测并动态显示液体滴落速度。 （2）滴落计数误差范围在10%±1滴； （3）储液瓶低液位报警，低液位可调。 2. 发挥部分 （1）检测误差不大于5% （2）设计通过键盘设定滴落速度和数量的控制装置 （3）实现装置的远程监控
总结
• 本装置采用AT89C52作为主控制器，红外 对射管检测点滴速度，步进电机调节储液 瓶高度控制其点滴速度，系统的功能、液 体控制范围和精度指标达到设计要求，能 动态显示液体点滴速度，实现了远程监控， 抗干扰能力比较强。
2、储液瓶液面检测
• 储液瓶液面和点滴速度检 测原理相同，当有水时， P2.2口接收到稳定的高电 平信号；当液面低于警戒 线2-3cm时，接收管处电路 导通，输入P2.2口低电平， 于是发生了电平的跳变， 单片机进行声光报警
3、报警电路
• 当液面低于警戒线23cm时，有P2.2口接收 到跳变信号后，让 P3.3口输出高电平， 经过三极管9014放大 电流，蜂鸣器鸣叫， LED灯亮，形成声光报 警。
综合分析：方案一采用步进电机调 节输液瓶高度，通过高度与点滴速度的 关系实现PID控制，容易较实现。方案二 由于输液管横截面积小，变形后恢复速 度缓慢，安装工艺要求高，难以控制。 综合我们选择方案一。
系统总体原理框图（基本要求）
1、点滴速度检测
• 原理：红外发射管发射红外线， 当无液滴通过时，接收管接收 到红外光，C点输出高电平；当 液滴通过时，由于水对红外光 的吸收和散射，C点输出低电平。 由于信号产生强弱变化，C点的 信号经三极管开关电路将高低 电平信号送入单片机P2.0口进 行数据采集计数，测出点滴速 度。
0~2
0~1
-1~0
-1~0
0
0
相对误差
（%） -1.3~+0.67 0~+1.67 0~+1
-1.25~0 1.6~0
0
0
滴速从20滴/分调整到150滴/分的时间：2' 28''
问题分析
1、该装置最大的难点是红外对射管的安装工 艺，导致信号很不稳定。应该考虑更合理 的安装方法，固定其电路。
2、水滴信号经过三极管开关电路，效果还可 以，可以考虑用施密特触发器整形，以便 更好的降低干扰。
系统分析和方案选择
1.液体点滴速度测量方案
方案一：利用光电传感器。将光电传感器发射和接收置于滴斗两 端，当液体下落，由于水的折射散射，传感器接收到的光信号降低， 以此计数，完成接收
方案二：利用红外发射接收反射管。红外LED发出的红外光经液 滴反射后由光敏二极管接收，当有液滴滴下时有光信号，从而实现液 滴的检测。
方案三：用测定电容的方法来检测。在瓶壁上用两块薄金属箔 包裹构造出一个电容。根据电容中的介质不同，可以确定是否达到 警戒水位。
综合比较：方案一储液瓶的透射性比滴斗弱，因此有无水时接 收管接收的信号差异大，电路利用发射接收管实现方便。方案二称 重传感器测量精度高，准确性能好，不过价格较贵。方案三不同的 液体介电常数不同，测试麻烦，实用性不强。综合比较，我们依然 选择了红外接收对射管检测液面检测，当液面达到液位低于2～3cm 时发出报警信号。
3. 点滴速度控制方案选择
方案一：通过改变输液瓶高度控制垫 底速度。滴斗到受液瓶的高度H2来调节 点滴的速度，由电动机带动储液瓶使储 液瓶上升或下降改变滴斗到受液瓶的高 度H2，从而改变液体压强差，调节点滴 速度。
方案二：通过控制滴速夹的松紧来 控制点滴的速度。在输液瓶高度确定的 条件下，通过改变输液管导通横截面积 实现点滴速度的控制。
软件设计
• 1.主函数流程图
2.端口1中断函数流程图
测试数据
序
号
1
2
3
4
5
6
7
测量
设定滴速 （滴/分）
150
120
100
80
60
40
20
显示滴速 （滴/分）
148~151
120~122
100~101
79~80 59~60
40
20
实际滴速 （滴/分）
Байду номын сангаас
150
120
100
80
60
40
20
误差滴数 -2~+1
2. 储液瓶液面检测报警电路
题目要求：在储液瓶位低液位时发出报警信号。在此是关键如 何检测到液位的高度，报警较易实现。检测液位有多种方法。
方案一：同点滴速度测量模块，仍然采用红外对管发射接收。 根据该接收管收到的光强的大小来判断液位是否达到警戒水位。
方案二：采用称重传感器检测。利用称重传感器检测总质量， 并与实际测量中当液体液面达到设定位置时的总质量相比较，根据 液体体积与质量的关系，当测量总质量与设定值相等时发出报警。
方案三：利用红外发射接收透射管。红外LED发出的红外光透过 滴斗由光敏二极管接收，当有液滴滴下时，接收到的信号会减弱，产 生脉冲信号，通过三极管开关电路，将信号送入单片机。
综合比较上面三种方案：方案一，水为透明液体，对可见光的吸 收很弱，并且会有自然光的影响；方案二，利用红外反射原理来检测 点滴速度时，由于液滴比较小发射的光很微弱，并且安装不便；方案 三，利用水对红外的吸收和折射原理实现时，液体滴落时，接收信号 减弱，发出脉冲，同时电路安装较容易实现。综合比较，我们选择了 方案三。
液滴检测与计数系统
指导老师：任宏伟 小组成员：由彩慧
王健新 张佳琦
设计任务及要求
一、任务
设计并制作一个液体 点滴速度监测与控制 装置，示意图如右图 所示。需要检测液体 滴落速度和数量。滴 落速度范围为20-150 滴/分钟，可由滴速夹 调节。设计检测液体 滴落数量与速度，并 动态显示。
二、要求
1、基本要求 二、要求 1．基本要求 （1）可检测并动态显示液体滴落速度。 （2）滴落计数误差范围在10%±1滴； （3）储液瓶低液位报警，低液位可调。 2. 发挥部分 （1）检测误差不大于5% （2）设计通过键盘设定滴落速度和数量的控制装置 （3）实现装置的远程监控