CN204557547U - 计滴器双极性液滴探测电路 - Google Patents

Abstract

计滴器双极性液滴探测电路，包括上拉电阻、两个金属电极、控制开关组和能够改变控制开关组中开关状态的换相触发电路；上拉电阻与电源相连，一个金属电极通过控制开关组接地，另一个金属电极通过控制开关组连接上拉电阻的未连接电源的一端；控制开关组能够同时交换两个金属电极与上拉电阻、地的连接方式；换相触发电路的输入端连接上拉电阻的未连接电源的一端、输出端连接控制开关组。本实用新型通过设置开关和换相触发电路，不断交换两个金属电极的电极极性，使得电流流向也不断变化，从而使金属电极不断地极化和去极化，改变了传统探测电路中电路的电流的单一流向导致金属电极被腐蚀的问题，极大的提高了电极的寿命，使记滴器的稳定性更好。

Description

计滴器双极性液滴探测电路

技术领域

本实用新型涉及计滴器领域，具体地，涉及一种计滴器双极性液滴探测电路。

背景技术

动物实验中常常需要记录尿液、胰液、胆汁等的排出量。通常采用计滴器进行记录，传统的记滴器探测电路如图1所示，由第一金属电极和第二金属电极和一个辅助探测电路构成，第二金属电极接地，第一金属电极通过一个上拉电阻接逻辑电源， 第一金属电极与上拉电阻的连接点为信号输出端口。

上述记滴器电路的工作原理是：当液体未经过第一金属电极和第二金属电极时，由于上拉电阻的作用，此时信号输出端口的电平为高电平；当液体经过第一金属电极和第二金属电极时，由于液体的导电作用，第一金属电极和第二金属电极导通，信号输出端口的电平变为低电平。其输出波形如图2。

    上述记滴器电路具有以下缺点：当液体经过两个金属电极时会形成从第一金属电极到第二金属电极的电流，此时就会发生金属电极的极化，因为极化反应总是向着阻碍反应的发生方向进行，所以随着液体经过第一金属电极和第二金属电极的次数变多，此时第一金属电极与第二金属电极之间的等效电阻会不断变化，如图2所示，最终导致信号输出端口不再输出低电平，最终导致记滴器的工作异常。这就是常说的金属电极的老化。通常的解决办法有改变金属种类，比如使用银、金、等不易被腐蚀的金属，但是这种方法首先是价格昂贵，其次，这种办法也只是可以在一定程度是对腐蚀的减缓，无法根除。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于提供一种计滴器双极性液滴探测电路，该探测电路使得电流流向不断变化，从而使金属电极不断地极化和去极化，改变了传统记滴器探测电路中电流的单一流向导致探测金属被腐蚀的问题，提高电极的寿命。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：

计滴器双极性液滴探测电路，包括上拉电阻和两个金属电极，上拉电阻与电源相连，还包括控制开关组和能够改变控制开关组中开关状态的换相触发电路；一个金属电极通过控制开关组接地，另一个金属电极通过控制开关组连接上拉电阻的未连接电源的一端；所述控制开关组能够同时交换两个金属电极与上拉电阻、地的连接方式；所述换相触发电路的输入端连接上拉电阻的未连接电源的一端、输出端连接控制开关组。

作为本实用新型的进一步改进，所述控制开关组包括四个开关，上拉电阻与两个金属电极之间分别连接有一个开关；两个金属电极还分别通过一个开关接地，换相触发电路的输出端与四个开关均相连。

进一步，所述开关为三极管开关电路或场效应管开关电路，换相触发电路的输出端连接三极管的基极或场效应管的栅极。

进一步，所述控制开关组包括两个开关，每个开关均具有两个不动端和一个动端，两个开关的动端各与一个金属电极相连，两个开关均被配置为一个不动端连接上拉电阻的未连接电源的一端、另一个不动端接地；换相触发电路的输出端与两个开关均相连。

进一步，所述开关为继电器，继电器的动触点连接金属电极，继电器的常开触点和常闭触点一个接地、另一个连接上拉电阻的未连接电源的一端，换相触发电路的输出端连接继电器的线圈。

进一步，所述控制开关组为一个双刀双掷开关，其包括第一公共端及其对应的第一触点和第二触点、第二公共端及其对应的第三触点和第四触点，第一公共端和第二公共端各与一个金属电极相连，第一触点和第三触点连接上拉电阻的未连接电源的一端，第二触点和第四触点接地。

进一步，所述控制开关组为一个双刀四掷程控开关。

进一步，所述换相触发电路为一个T′触发器，T′触发器的输入端连接上拉电阻的未连接电源的一端、输出端连接控制开关组。

综上，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过设置开关和换相触发电路，使得两个金属电极的极性能够通过开关的不同状态进行改变，从根本上改变了传统探测电路中电路的电流的单一流向导致金属电极被腐蚀的问题，通过不断交换两个金属电极的电极极性，使得电流流向也不断变化，从而使金属电极不断地极化和去极化，极大的提高了电极的寿命，使记滴器的稳定性更好。

附图说明

图1是现有技术中记滴器的液滴探测电路的电路图；

图2是现有技术中记滴器的液滴探测电路的输出波形图；

图3是本实用新型的电路图；

图4是换相触发电路的一种实施方式的电路图。

附图中标记及相应的零部件名称：1-第一金属电极；2-第二金属电极；3-导线；4-电源；5-上拉电阻；6-输出端口；7-液滴；8-控制开关组；9-换相触发电路。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

如图3所示，计滴器双极性液滴探测电路，包括上拉电阻5、控制开关组8、换相触发电路9和两个金属电极，两个金属电极分别是第一金属电极1、第二金属电极2。

上拉电阻5与电源4相连，两个金属电极中，一个金属电极通过控制开关组8中的开关接地，另一个金属电极通过控制开关组8中的开关连接上拉电阻5的未连接电源4的一端，从而上拉电阻5一端连接电源4，另一端连接控制开关组8。控制开关组8能够在换相触发电路9的触发控制下同时交换两个金属电极与上拉电阻5、地的连接方式，即：在第二金属电极2通过控制开关组8的开关接地、第一金属电极1通过控制开关组8的开关连接上拉电阻5时（处于状态1），换相触发电路9发出触发信号，控制开关组8就能够调整为第一金属电极1通过控制开关组8的开关接地、第二金属电极2通过控制开关组8的开关连接上拉电阻5（处于状态2）；反之，第一金属电极1通过控制开关组8的开关接地、第二金属电极2通过控制开关组8的开关连接上拉电阻5时（处于状态2）也能在换相触发电路9发出触发信号的情况下调整为第二金属电极2通过控制开关组8的开关接地、第一金属电极1通过控制开关组8的开关连接上拉电阻5（处于状态1）。也即在换相触发电路9发出触发信号时，控制开关组8改变开关的连接状态，使两个金属电极在上述两种状态中切换。而控制开关组8中开关的连接状态改变是由换相触发电路9触发控制的，在换相触发电路9的触发控制下控制开关组8改变开关连接状态，从而两个金属电极交换连接方式；所述换相触发电路9的输入端连接上拉电阻5的未连接电源4的一端、换相触发电路9的输出端连接控制开关组8。前述上拉电阻5的未连接电源4的一端Out即整个计滴器双极性液滴探测电路的信号输出端口6，因此换相触发电路9受整个计滴器双极性液滴探测电路的输出信号控制。图1和图3中7为液滴。前述的电源4为逻辑电源，地为逻辑地。

现有技术中的计滴器的液滴探测电路中，第二金属电极2通过导线3直接接地，第一金属电极1通过导线3直接连接上拉电阻5，当液体经过2个金属电极时，只能形成从第一金属电极1到第二金属电极2的电流，会发生金属电极的极化，随着液体经过两个金属电极的次数变多，两个金属电极之间的等效电阻会不断变化，最终导致信号输出端口6不再输出低电平，最终导致记滴器的工作异常，计滴器液滴探测电路的输出电压随时间变化的波形图如图2所示。图2中，15为计滴器中液滴探测电路中之后的电路的判断逻辑门限高电平，16为判断逻辑门限低电平，液滴探测电路中之后的电路根据这两个门限判定是否产生一个液滴；11是液滴未到达2个金属电极时的电平信号，此时为高电平信号；12是电路正常时液滴到达2个金属电极时的电平信号，为低电平信号；随着时间的推移2个金属电极慢慢开始发生极化，13是2个金属电极发生极化后液滴到达2个金属电极时的电平信号，此时的信号略低于判断逻辑门限低电平，还可以识别液滴信号进行计数，如果极化继续进行，则该电平信号将会逐渐升高直至高于判断逻辑门限低电平，计滴器无法正常工作；14是记滴器无法正常工作时液滴到达2个金属电极时的电平信号，此时的电平信号高于判断逻辑门限低电平，液滴到达时，后续电路无法识别到液滴进行计数。

本实施例中，设置控制开关组8和换相触发电路9，换相触发电路9根据计滴器双极性液滴探测电路的输出信号改变控制开关组8的开关连接状态，从而使两个金属电极在接地和接上拉电阻5的状态之间切换，通过不断交换两个金属电极的电极极性，使得电流流向也不断变化，从而使金属电极不断地极化和去极化，从根本上改变了传统探测电路中电路的电流的单一流向导致金属电极被腐蚀的问题，极大的提高了电极的寿命，使记滴器的稳定性更好。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例中，对控制开关组8，进行进一步改进：

如图3所示，控制开关组8包括两个开关，每个开关均具有两个不动端和一个动端。第一个开关的动端为A、不动端为A1、A2，第二个开关的动端为B、不动端为B1、B2，两个开关的动端A、B中，一个连接第一金属电极1，另一个连接第二金属电极2。不动端为A1、A2中，一个不动端连接上拉电阻5的未连接电源4的一端、另一个不动端接地；不动端为B1、B2中，一个不动端连接上拉电阻5的未连接电源4的一端、另一个不动端接地，并且第一个开关的动端A与连接上拉电阻5的动端相连时，第二个开关的动端为B只能与接地的不动端相连；第一个开关的动端A与接地的动端相连时，第二个开关的动端为B只能与连接上拉电阻5的不动端相连；换相触发电路9的输出端与两个开关均相连。

本实施例中，上述开关为继电器，继电器的动触点即上述的动端，两个继电器的动触点一个连接第一金属电极1、另一个连接第二金属电极2，继电器的常开触点和常闭触点即上述的两个不动端，一个接地、一个连接上拉电阻5的未连接电源的一端，换相触发电路9的输出端连接继电器的线圈。

电路上电后控制开关组8会拨到“A与A1”导通、“B与B1”导通的状态（状态1），此时第一金属电极1为高电平、第二金属电极2为低电平，当有液滴7经过时电流会从第一金属电极1流向第二金属电极2，此时信号输出端口6为低电平；当液滴7离开2个金属电极时，信号输出端口6变化为高电平，换相触发电路9工作， 生成使控制开关组8拨到“A与A2”导通“B与B2”导通的触发控制信号到控制开关组8。控制开关组8形成 “A与A2”导通“B与B2”导通的连接时，进入状态2，第二金属电极2为高电平、第一金属电极1为低电平，当有液滴7经过时电流会从第二金属电极2流向第一金属电极1，实现了电流的换相，此时信号输出端口6为低电平。当液滴7离开2个金属电极时，信号输出端口6变化为高电平，换相触发电路9工作， 生成使控制开关组8拨到“A与A1”导通“B与B1”导通的触发控制信号到控制开关组8，控制开关组8 形成“A与A1”导通“B与B1”的连接时又回到状态1开始重复。在换相触发电路9的触发控制下，整个液滴探测电路在状态1和状态2之前不断切换，从而就实现了两个金属电极的电流不断换相，从而阻止电极的被腐蚀。

实施例3：

在实施例1的基础上，本实施例中对控制开关组8进行进一步改进：

控制开关组8包括四个开关，四个开关分别连接在上拉电阻5与第一金属电极1之间、上拉电阻5与第二金属电极2之间、第一金属电极1与地之间、第二金属电极2与地之间，换相触发电路的输出端与四个开关均相连。

本实施例中，上述四个开关为四个三极管开关电路，换相触发电路9的输出端连接三极管的基极。四个三极管开关电路中，两个三极管开关电路的三极管为npn型、另外两个三极管开关电路的三极管为pnp型，第一金属电极1同时连接一个pnp型三极管所在的三极管开关电路和一个npn型三极管所在的三极管开关电路，第二金属电极2同时连接另一个pnp型三极管所在的三极管开关电路和另一个npn型三极管所在的三极管开关电路，保证换相触发电路9的输出端输出同一电平信号时，第一金属电极1和第二金属电极2一个接地、另一个连接上拉电阻5，换相触发电路9的输出端切换电平信号时，第一金属电极1和第二金属电极2交换与地和上拉电阻5的连接。前述三极管开关电路可以仅为一个三极管，三极管的集电极和发射极一个连接对应的金属电极，另一个连接对应的上拉电阻5或者地。

实际应用中，上述四个开关也可以为四个场效应管开关电路，换相触发电路9的输出端连接场效应管的栅极，其中两个场效应管为P沟道，另外两个为N沟道，连接方式类似于上述三极管开关电路。三极管开关电路和场效应管开关电路都是本领域常用的开关电路，本实施例中不再详述其结构。

实施例4：

在实施例1的基础上，本实施例中对控制开关组8进行进一步改进：

所述控制开关组8为一个双刀双掷开关，其包括第一公共端A及其对应的第一触点A1和第二触点A2、第二公共端B及其对应的第三触点B1和第四触点B2，第一公共端A和第二公共端B各与一个金属电极相连，第一触点A1和第三触点B1连接上拉电阻5的未连接电源的一端，第二触点B1和第四触点B2接地。双刀双掷开关有两种连接方式对应于两个金属电极的两种状态： “A与A1”导通、“B与B1”导通（状态1）， “A与A2”导通“B与B2”导通（状态2），换相触发电路9输出触发信号时，双刀双掷开关从当前的连接方式切换到另一种方式。

实施例5：

在实施例1的基础上，本实施例中对控制开关组8进行进一步改进：

本实施例中，控制开关组8为一个双刀四掷程控开关，其包括第一公共端A及其对应的第一触点A1和第二触点A2、第二公共端B及其对应的第三触点B1和第四触点B2，第一公共端A和第二公共端B各与一个金属电极相连，第一触点A1和第三触点B1连接上拉电阻5的未连接电源的一端，第二触点B1和第四触点B2接地。其工作方式同实施例2，电路上电后控制开关组8会拨到“A与A1”导通、“B与B1”导通的连接方式（连接方式1，对应2个金属电极的状态1），此时第一金属电极1为高电平、第二金属电极2为低电平，当有液滴7经过时电流会从第一金属电极1流向第二金属电极2，此时信号输出端口6为低电平；当液滴7离开2个金属电极时，信号输出端口6变化为高电平，换相触发电路9工作， 生成使控制开关组8拨到“A与A2”导通“B与B2”导通的触发控制信号到控制开关组8。控制开关组8形成 “A与A2”导通“B与B2”导通的连接方式（连接方式2，对应2个金属电极的状态2），第二金属电极2为高电平、第一金属电极1为低电平，当有液滴7经过时电流会从第二金属电极2流向第一金属电极1，实现了电流的换相，此时信号输出端口6为低电平。当液滴7离开2个金属电极时，信号输出端口6变化为高电平，换相触发电路9工作， 生成使控制开关组8拨到“A与A1”导通“B与B1”导通的触发控制信号到控制开关组8，控制开关组8 形成“A与A1”导通“B与B1”的连接方式时又回到连接方式1开始重复。在换相触发电路9的触发控制下，整个液滴探测电路在连接方式1和连接方式2之间不断切换，从而就实现了两个金属电极的电流不断换相，从而阻止电极的被腐蚀。

本实施例中，程控开关的软件采用现有技术中常用的程控开关软件，本实用新型不对软件进行任何改进。

实施例6：

在实施例1的基础上，本实施例中对控制开关组9进行进一步改进：

如图4所示，所述换相触发电路9为一个T′触发器，T′触发器的输入端与上拉电阻5的未连接电源的一端Out相连；T′触发器的输出端Con连接控制开关组8。T′触发器又叫计数器，其在上升沿到来实现对原状态的反转，每次上升沿到来都对原状态进行反转。当输出端口6的输出信号由低电平变为高电平时，T′触发器的输出端Con的输出信号电平反转，这样在输出端口6的输出信号的每次上升沿到来时都对T′触发器的输出端Con原状态的反转。控制开关组8则根据T′触发器输出的不同的电平信号切换其开关的连接状态，实现两个金属电极的不同连接方式，最终实现两个金属电极的电流换相。输出端口6的输出信号的上升沿到来也就意味着上一滴液滴离开两个金属电极，也就意味着每个液滴计滴完成且液滴离开两个金属电极时控制开关组8切换其开关的连接状态，实现电流换相。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.计滴器双极性液滴探测电路，包括上拉电阻（5）和两个金属电极，上拉电阻（5）与电源（4）相连，其特征在于，还包括控制开关组（8）和能够改变控制开关组（8）中开关状态的换相触发电路（9）；一个金属电极通过控制开关组（8）接地，另一个金属电极通过控制开关组（8）连接上拉电阻（5）的未连接电源（4）的一端；所述控制开关组（8）能够同时交换两个金属电极与上拉电阻（5）、地的连接方式；所述换相触发电路（9）的输入端连接上拉电阻（5）的未连接电源（4）的一端、输出端连接控制开关组（8）。

2.根据权利要求1所述的计滴器双极性液滴探测电路，其特征在于，所述控制开关组（8）包括四个开关，上拉电阻（5）与两个金属电极之间分别连接有一个开关；两个金属电极还分别通过一个开关接地，换相触发电路（9）的输出端与四个开关均相连。

3.根据权利要求2所述的计滴器双极性液滴探测电路，其特征在于，所述开关为三极管开关电路或场效应管开关电路，换相触发电路（9）的输出端连接三极管的基极或场效应管的栅极。

4.根据权利要求1所述的计滴器双极性液滴探测电路，其特征在于，所述控制开关组（8）包括两个开关，每个开关均具有两个不动端和一个动端，两个开关的动端各与一个金属电极相连，两个开关均被配置为一个不动端连接上拉电阻（5）的未连接电源（4）的一端、另一个不动端接地；换相触发电路（9）的输出端与两个开关均相连。

5.根据权利要求4所述的计滴器双极性液滴探测电路，其特征在于，所述开关为继电器，继电器的动触点连接金属电极，继电器的常开触点和常闭触点一个接地、另一个连接上拉电阻（5）的未连接电源的一端，换相触发电路（9）的输出端连接继电器的线圈。

6.根据权利要求1所述的计滴器双极性液滴探测电路，其特征在于，所述控制开关组（8）为一个双刀双掷开关，其包括第一公共端及其对应的第一触点和第二触点、第二公共端及其对应的第三触点和第四触点，第一公共端和第二公共端各与一个金属电极相连，第一触点和第三触点连接上拉电阻（5）的未连接电源的一端，第二触点和第四触点接地。

7.根据权利要求1所述的计滴器双极性液滴探测电路，其特征在于，所述控制开关组（8）为一个双刀四掷程控开关。

8.根据权利要求1至7任一所述的计滴器双极性液滴探测电路，其特征在于，所述换相触发电路（9）为一个T′触发器，T′触发器的输入端连接上拉电阻（5）的未连接电源（4）的一端、输出端连接控制开关组（8）。