CN103933641A - 电容微流量检测装置 - Google Patents

Abstract

一种电容微流量检测装置，本发明属微流量检测技术的一个领域。为了能够在被监测液体不直接流经流量计量装置的前提下，检测出液体的微流量，本发明采取了如下措施：把点滴筒夹在两块相互绝缘的金属片之间，让液体在两块金属片之间的点滴筒中流滴过，两块金属片连接信号处理电路，信号处理电路连接单片机，单片机连接显示屏；这样做的好处是：本发明微流量检测装置，由于采用了电容感应检测法，检测装置检测液体流量时对被检测的液体是非接触的。也就是说，液体无须接触测量装置，仍然保持在自己的管道内流通的情况下，也能测出它的微流量。这样就可以避免对被检测的液体带来二次污染。

Description

电容微流量检测装置

技术领域

 本发明属微流量检测技术的一个领域。

背景技术    

在工业自动控制、医疗、实验室等很多技术领域,都需要对微流量的液体进行流量检测和和控制。但是，由于是微流量，所以它的流速非常缓慢、单位时间的流量非常少，其流动力甚至不足以推动仪器运转。所以现有的用常规的手段几乎无法准确地检测和计量。在一些特殊场合，例如医疗技术领域，需要对微流量的药液体进行检测计量，以便进行精确的手动或自动控制。可是,在现有技术中使用的流量计不但无法计量药液的微流量，而且它们都需要被计量的药液流经流量计。这对医疗用药来说是不允许的，因为这样很容易造成药液的污染。因此,在现有技术中，医疗技术领域到目前都找不到合适的微流量检测装置。

另一方面，在工业，特别是化学工业等需要根据微流量自动控制的技术领域、实验室等场合，很多地方都需要检测带强腐蚀性的微流量的液体，作为自动控制或记录流量的依据。这些液体一般都带有很强的腐蚀或剧毒性，它们还会沉淀和结晶，它会严重损坏流量计。一般的流量计很难对它进行计量。致使这一方面仍然是一个空白。

发明内容    

为了能够在被监测液体不直接流经流量计量装置的前提下，检测出液体的微流量，本发明采取了如下措施：把点滴筒夹在相互绝缘的两金属片之间，两块金属片连接信号处理电路，信号处理电路连接单片机，单片机连接显示屏；所述的信号处理电路是指，能把两金属片之间，因水滴流过引起的电容容量的变化而产生的电信号，转变为单片机可以识别的电信号的电路装置。

这样做的好处是：本发明微流量检测装置，由于采用了电容感应检测法，检测装置检测液体流量时对被检测的液体是非接触的。也就是说，液体无须接触测量装置，仍然保持在自己的管道内流通的情况下，也能测出它的微流量。这样就可以避免对被检测的液体带来二次污染，同时也避免了液体对仪器的腐蚀和沉积阻塞。本装置可通过单片机，随时能对单位时间的流量和总流量进行累计监测，令使用者能及时了解流量的变化情况。这样的装置对医疗领域的使用意义特别重大。

附图说明

图1是微流量检测装置结构示意图。

图2是微流量检测装置电路结构示意图。

图中：流量调节器1、胶管2、显示屏3、点滴筒4、金属片5。

具体实施方式   

本发明所述的信号处理电路是指，所述的信号处理电路是指，能把两金属片之间，因水滴流过引起的电容容量变化而产生的电信号，转变为单片机可以识别的电信号的电路装置；本发明可以使用的信号处理电路是多种多样的，它们可以有不同的结构、不同的形式。我们知道，两金属片5之间的容量取决于两金属片的面积、它们之间的绝缘介质和距离。在两金属片5之间有水滴经过时的瞬间，绝缘介质发生了改变。因此这时它的容量也发生了改变。但是，这种改变是非常微弱的，一般的单片无法直接处理这样弱小的信号。所以要把这个信号送到单片机处理之前必须对它进行适当的信号处理，使它能被单片机识别。这就是信号处理电路的作用。

能完成上述信号处理这个任务的电路形式很多，它们主要有振荡式、直接放大整形式等。振荡式就是把两金属片所构成的电容与电感线圈一起组成LC振荡电路。LC振荡电路的振荡频率，主要取决于两金属片的容量和电感线圈L的电感量。把这个振荡信号送到鉴频电路进行频率检波，就可以得出水滴流过两金属片的信号。它的工作过程是当水滴流过两金属片之间时，两金属片之间的电容量发生了变化，容量的变化引起了振荡频率的变化。振荡频率的变化经鉴频电路处理后得到一个能反映水滴流过的电压变化的信号，这个信号经整形放大后就变成了脉冲信号，可送到单片机进行进一步的计量处理；由于水滴流过时会引起容量的变化，当两金属片连接高内阻恒流源时，容量的变化会引起两金属片5之间的电压变化。直接放大整形式，就是把两金属片之间的电压变化放大整形后得到脉冲信号，然后送到单片机进行进一步处理的电路。当两金属片连接上恒流源时，它们之间的容量变化会引起它们之间两端电压的变化。也就是说，当水滴在两金属片之间经过时，接上恒流源的两金属片之间会产生微弱的电压变化。这个电信号只要用高内阻低噪声放大器就可以对它进行放。这信号经放大后就可以对它进行整形等处理，之后就变成了单片机可以识别的，反映了水滴流经的脉冲信号。

以打吊针的自动监测为例说明本发明的实施方式。要实现打吊针的自动监测，关键是能够检测得到打吊针时药水的微流量（每分钟的滴数），同时又要不污染药水，所以在这方面特别适合使用本发明。

首先把药瓶吊挂上挂勾，然后连接好点滴胶管，再把点滴筒夹在两金属片5之间，如图1所示。当护士小姐放走胶管2内的空气并把针头连接到病人的静脉血管后，就可以打开流量调节器1，这时药液开始从点滴筒4的上面滴落下面。打开微流量检测装置的电源开关，电路开始工作。当药液从点滴筒4的上面往下滴时落时，水滴流过了两金属片5之间，引起了两金属片5间的电容量变化。电容量的变化被信号处理电路转变为单片机能识别的脉冲信号后送往单片机。单片机按既定的程序，根据两滴水之间的时间距离计算出每分钟的滴数，并通过显示屏显示出来供护士小姐作为调节流量调节器的参考依据。这样就大大缩短了调节流量的时间、减轻了护士的劳动强度。另一方面单片机可设置报警程序。例如当一定的时间没有检测到流量时，可认为是胶管受压被堵塞或药水打完，单片机可马上启动报警程序报警交由护士处理。当流量大于设定值时，单片机同样可以启动报警程序报警同样交由护士处理。

Claims (1)

1. 电容微流量检测装置，本发明属微流量检测技术的一个领域，主要包括两块相互绝缘的金属片（5）、信号处理电路、单片机和显示屏（3），其特征在于：把点滴筒（4）夹在两块相互绝缘的金属片（5）之间，两块金属片（5）连接信号处理电路，信号处理电路连接单片机，单片机连接显示屏（3）；所述的信号处理电路是指:能把两金属片之间，因水滴流过引起的电容容量的变化而产生的电信号，转变为单片机可以识别的电信号的电路装置。