液滴檢測(cè)課件

液滴檢測(cè)與計(jì)數(shù)系統(tǒng)

指導(dǎo)老師：任宏偉小組成員：由彩慧設(shè)計(jì)任務(wù)及要求一、任務(wù)

設(shè)計(jì)并制作一個(gè)液體點(diǎn)滴速度監(jiān)測(cè)與控制裝置，示意圖如右圖所示。需要檢測(cè)液體滴落速度和數(shù)量。滴落速度范圍為20-150滴/分鐘，可由滴速夾調(diào)節(jié)。設(shè)計(jì)檢測(cè)液體滴落數(shù)量與速度，并動(dòng)態(tài)顯示。二、要求1、基本要求 二、要求 1．基本要求（1）可檢測(cè)并動(dòng)態(tài)顯示液體滴落速度。（2）滴落計(jì)數(shù)誤差范圍在10%±1滴；（3）儲(chǔ)液瓶低液位報(bào)警，低液位可調(diào)。 2.發(fā)揮部分（1）檢測(cè)誤差不大于5%（2）設(shè)計(jì)通過鍵盤設(shè)定滴落速度和數(shù)量的控制裝置（3）實(shí)現(xiàn)裝置的遠(yuǎn)程監(jiān)控2.儲(chǔ)液瓶液面檢測(cè)報(bào)警電路

題目要求：在儲(chǔ)液瓶位低液位時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。在此是關(guān)鍵如何檢測(cè)到液位的高度，報(bào)警較易實(shí)現(xiàn)。檢測(cè)液位有多種方法。 方案一：同點(diǎn)滴速度測(cè)量模塊，仍然采用紅外對(duì)管發(fā)射接收。根據(jù)該接收管收到的光強(qiáng)的大小來判斷液位是否達(dá)到警戒水位。 方案二：采用稱重傳感器檢測(cè)。利用稱重傳感器檢測(cè)總質(zhì)量，并與實(shí)際測(cè)量中當(dāng)液體液面達(dá)到設(shè)定位置時(shí)的總質(zhì)量相比較，根據(jù)液體體積與質(zhì)量的關(guān)系，當(dāng)測(cè)量總質(zhì)量與設(shè)定值相等時(shí)發(fā)出報(bào)警。 方案三：用測(cè)定電容的方法來檢測(cè)。在瓶壁上用兩塊薄金屬箔包裹構(gòu)造出一個(gè)電容。根據(jù)電容中的介質(zhì)不同，可以確定是否達(dá)到警戒水位。 綜合比較：方案一儲(chǔ)液瓶的透射性比滴斗弱，因此有無水時(shí)接收管接收的信號(hào)差異大，電路利用發(fā)射接收管實(shí)現(xiàn)方便。方案二稱重傳感器測(cè)量精度高，準(zhǔn)確性能好，不過價(jià)格較貴。方案三不同的液體介電常數(shù)不同，測(cè)試麻煩，實(shí)用性不強(qiáng)。綜合比較，我們依然選擇了紅外接收對(duì)射管檢測(cè)液面檢測(cè)，當(dāng)液面達(dá)到液位低于2～3cm時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。3.點(diǎn)滴速度控制方案選擇

方案一：通過改變輸液瓶高度控制墊底速度。滴斗到受液瓶的高度H2來調(diào)節(jié)點(diǎn)滴的速度，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)儲(chǔ)液瓶使儲(chǔ)液瓶上升或下降改變滴斗到受液瓶的高度H2，從而改變液體壓強(qiáng)差，調(diào)節(jié)點(diǎn)滴速度。 方案二：通過控制滴速夾的松緊來控制點(diǎn)滴的速度。在輸液瓶高度確定的條件下，通過改變輸液管導(dǎo)通橫截面積實(shí)現(xiàn)點(diǎn)滴速度的控制。 綜合分析：方案一采用步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)輸液瓶高度，通過高度與點(diǎn)滴速度的關(guān)系實(shí)現(xiàn)PID控制，容易較實(shí)現(xiàn)。方案二由于輸液管橫截面積小，變形后恢復(fù)速度緩慢，安裝工藝要求高，難以控制。綜合我們選擇方案一。系統(tǒng)總體原理框圖（基本要求）1、點(diǎn)滴速度檢測(cè)

原理：紅外發(fā)射管發(fā)射紅外線，當(dāng)無液滴通過時(shí)，接收管接收到紅外光，C點(diǎn)輸出高電平；當(dāng)液滴通過時(shí)，由于水對(duì)紅外光的吸收和散射，C點(diǎn)輸出低電平。由于信號(hào)產(chǎn)生強(qiáng)弱變化，C點(diǎn)的信號(hào)經(jīng)三極管開關(guān)電路將高低電平信號(hào)送入單片機(jī)P2.0口進(jìn)行數(shù)據(jù)采集計(jì)數(shù)，測(cè)出點(diǎn)滴速度。3、報(bào)警電路當(dāng)液面低于警戒線2-3cm時(shí)，有P2.2口接收到跳變信號(hào)后，讓P3.3口輸出高電平，經(jīng)過三極管9014放大電流，蜂鳴器鳴叫，LED燈亮，形成聲光報(bào)警。2.端口1中斷函數(shù)流程圖問題分析1、該裝置最大的難點(diǎn)是紅外對(duì)射管的安裝工藝，導(dǎo)致信號(hào)很不穩(wěn)定。應(yīng)該考慮更合理的安裝方法，固定其電路。2、水滴信號(hào)經(jīng)過三極管開關(guān)電路，效果還可以，可以考慮用施密特觸發(fā)器整形，以便更好的降低干擾。3、滑輪、步進(jìn)電機(jī)的安裝難度大，我們采用了自制滑輪，其靈敏性低于定滑輪?？偨Y(jié)本裝置采用AT89C52作為主控制器，紅外對(duì)射管檢測(cè)點(diǎn)滴速度