CN87106641A - 碎屑探测器 - Google Patents

Abstract

用于颗粒计数器10的碎屑探测器40、42、44、46、48和50。颗粒18或暂态碎屑通过检测狭口16产生电压脉冲。当碎屑沉积在狭口时产生直流电压偏移。狭口的电压用电容34接到放大器36，放大器36的输出供给积分器40。积分电压加到比较器42以在积分的电压超过参考电压(Vref)时提供信号输出。比较器42的输出信号加到有与一颗粒通过狭口所需时间相适的延滞时间的延滞电路44、46。如果比较器42的信号在延滞时间后保留，则产生碎屑警报信号。

Description

这一发明与碎屑探测器有关，特别是与用于颗粒计数器如血细胞计数器之类的探测器有关。这些探测器用于探测并在碎屑积累在颗粒通过的孔时发生警报信号。

现在已知的血细胞计数器称作COULTER    COUNTER（R）分析器，它首先在美国专利2，656，508号中作了描述（1953年10月20日）。按照Conlter在前述专利中叙述的原理，悬浮有血细胞的流体，如稀释后的血，通过一个小的开口，或者孔，从一个含液体的室流到另一个含液体的室，各室设有一个偶合在电流源上的电极，当血细胞通过孔时孔内的电阻随加在其上的电压的增加而增加（因电流是恒定的）。一传感装置偶合到两个电极上，以感受颗粒通过孔所产生的电压脉冲，以探测这些颗粒。通过用合适的计数装置和体积控制装置，在确定的体积之内的红血细胞之类的颗粒数就以确定。在孔内，由于颗粒的存在而产生的电阻的改变，大致正比于颗粒的体积。这样，COULTER    COUNTER分析器就能确定待测样品的颗粒的平均体积，也可测量颗粒的数目。

上述类型的血细胞计数器总存在一个问题：碎屑，如血块或其它污染物，在测量时可能从环境中进入样品，并可能沉积在孔里或孔上，从而阻碍细胞自由和自然地通过锐口。在样品中的其它碎片可以小到能流过锐口而不造成永久性的问题。这类小碎屑在叫暂态碎屑，若加以足够的小心，暂态碎屑的数目与通过锐口的有关颗粒数目相比可被忽略。这样，就是把暂态碎屑亦当作颗粒计数的话，对最后结果的影响也可忽略不计。

过去，为了提供一种指示COULTER（R）型颗粒计数器已被沉积在孔内外的碎屑阻碍的探测器，曾作了许多尝试。例如，Coulter，Wallace    H的美国专利3，259，842号中描述了一种碎屑探测器，它可测量COULTER颗粒探测器测到的脉冲的高度和宽度。这个碎屑探测器利用了碎屑的电阻通常大于正常血细胞的事实。更进一步，测得的碎屑颗粒或沉积的碎屑的脉冲的持续时间比正常细胞的长。因为一个细胞通过孔的时间要少，因为细胞要小。

第二种碎屑探测器是利用相似的碎屑的大电阻和脉冲宽度，相对于可预言、已知的正常颗粒通过孔低电阻和短脉冲时间。在美国专利3，259，891的碎屑警报探测器中，脉冲电压超过一定的阈值者首先被测得，脉冲的持续时间也被测量下来。如果脉冲的持续时间超过某数值，碎屑警铃就发出警报。这种探测方式的问题是，暂态碎屑和许多大颗粒会仅仅因为它们较大、它们的脉冲时间较长而被测为碎屑。

美国专利3，259，891中描述的碎屑警报探测器的技术中还存在若干问题。首先，这碎屑警报不能区分沉积在孔内外的碎屑和那些对最后结果只造成可忽略影响的大细胞和暂态碎屑。第二，在这一装置中探测碎屑的波形成为临界的，这在碎屑在锐口内外沉积时所致的脉冲上升时间特别如此。为了补偿碎屑脉冲的前缘的上升时间的缓慢，这一装置中采用一个比最优化所要求的值低的阈值电压。这样，就造成许多碎屑警报被测出。尤其是碎屑是经过孔的暂态碎屑。第三，这一装置在许多场合难于分辨因大细胞和碎屑引起的大的脉冲，这样就导致许多错误的警报。

为了克服这许多限制作了许多努力。例如，美国专利第4，412，175号（以Franklin    D.Magnareg的名义）中，坏脉冲基于W.H.Coulter等人的前述专利中的技术测得，利用比例技术来决定什么时候坏脉冲的数值超过某一预置的不可接受的水平。利用象Maynarez的专利这样的技术，这一装置的某些缺点可被克服。另一个对这一装置的碎屑警报的改进的例子是，美国专利第4，450，435号（以Bobby    James的名义）。在James的专利中，为了比较好脉冲和坏脉冲的数目，并在坏脉冲的数目超过某一预置的百分比时发出警报，他采用了复杂的比较器方法。即便采用这些技术，错误的结果也会在被测样品中会有许多大颗粒时发生。

不采用前述装置所采用的比例和成组比较技术，而直接采用碎屑警报电路，在碎屑沉积在颗粒计数器的锐口处时得出指示是合适的、可行的。这样就使得一个有问题的碎屑被探测到后就发出警报，而不需等到其达到一个比例或一个比较值。这样的等待会造成大量数目的不合适颗粒被计数。另外，在碎屑沉积时即探测，可节约样品，同时立即采取规避行动。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于这种类型的颗粒器的碎屑探测器，其中有一个孔来分离两个室，孔上加有恒定电流，其中悬浮有颗粒和碎屑的液体就流经这个小孔，在此各颗粒或碎屑经过孔时产生一跨越孔的电压脉冲，碎屑沉积在孔上，产生跨过孔的直流偏压。另外，探测器装有用于检测跨越孔的电压的检测装置。碎屑探测器的改进包括耦合孔和检测装置的电容装置和用于对检测装置的输出进行积分的装置。改进的探测器还备有用于确定积分后的检测装置输出在某一延迟时间后是否超过某一数值的装置。

图1是先前的Coulter型颗粒传感装置的总的图示。

图2是用来将测沉积在图1中所示的仪器的孔的碎屑的主题发明的方框图。

图3示对理解图2所示的主题发明事物的总的操作有用的图。

图4示已加到图2所示的框图中去的，用于抑制其在某些特定时期的操作的逻辑电路。

图5示图4所示的框图中的更详细的电路。

图6这是示图5中已示的，与延滞功能操作有关的线路的一部分的更详细的图。

图7示对理解图6中的所示电路的操作有用的一系列波形。

参照图1，它是传统的COULTER型颗粒传感器10的图示。仪器10包括一个第一液体容器12和一个第二液体容器14、一个小孔、狭口或开口16设置在容器14中，以使颗粒18（悬浮在液体20中）可从容器12流入容器14。一对电极22和24分别地设在容器12和14中的液体20里，一个电源26与电极22和24耦合，这样，一个恒定电流从电极22经狭口16流到电极24。另外，检测线度测量与计算电路28与电极22、24相联，提供了经过狭口16的颗粒18的数目，大小及方向，这是在前产品中已有的，这一计数通常在流经狭口16的预置量液体20的受控规定期间。

图1中所示的仪器工作的极好，除非当碎屑的颗粒沉积到狭口16时。这可造成颗粒18在穿过狭口16时停止或减慢，至少是在碎屑往狭口沉积期间，或者因为狭口体积的缩小而使颗粒大小测得不准。为了停止计数和提供一个提醒仪器10的操作者的警号，能够探测碎屑向狭口16的沉积是必要的，这时的计数或颗粒体积是错误的，必须进行校正。然而，必须小心以确保探测到的碎屑是沉积的碎屑而不是穿越狭口16的大细胞或暂态碎屑，这不阻止相当数量的颗粒18穿越狭口16。由穿越狭口16的暂态碎屑的片造成的唯一的危害是颗粒计数可能增加，和/或平均颗粒体积有轻微改变。然而，仪器10的其它部分的误差量比在暂态碎屑被测作颗粒时的总计数或平均颗粒造成的误差要大。当然，这假定在制备放在容器12中的溶液（含有待测颗粒18）时通常是小心的，这样碎屑减少到最小程度。

现参阅图2，狭口16被图示为一对串联的电阻30和32。电阻30是正常地在小孔16内的电解液20造成的狭口16的正常电阻。电阻32代表当一个颗粒18流经小孔16时产生的暂态电阻起伏。电流源26与电阻30和32串联，电阻30和32上的电压因颗粒18在小孔16内而增加，这是因电阻32的阻值增加。

电流源26和电阻30间的接点通过一个耦合电容34与一个可调放大器36连接，放大器36与反馈电阻38和其它电阻（未显示）一起，正常情况下与运算放大器协同产生信号增益，代表图1所示的电路28和检测部分的前置放大器的第一级。这应被理解为前置放大器的额外阶段，后放大器亦是如此，通常被包括为电路28的一部分，但是在图2中未显示，因为它仍构成本发明的一部分。

第一级前置放大器一放大器36的输出被用作积分电路40的输入。积分电路40在其输出端提供一个电压，这是它的输入电压的数字积分。积分电路40包括一个运算放大器与一个反馈电容（后面将更详细地显示在图5中）。积分电路40的输出作为比较电路42的数据输入。参考电压Vref也被加到比较电路42的第二输入端。比较电路42的输出正常地是一个正值，只要当从积分电路40出来并加在数据输入端上的电压超过参考电压Vref。然而，比较电路42的输出是与电容器44和电阻46的联结处偶合的，电阻46的另一端与一正电压源+V相联，电容44的另一端接地。当比较电路42的输出，由于积分器40的数据信号小于Vref而变低时，包含在比较42内的变压器（未示）的输出与地接通，电容44经此放电。然而，当从积分器40提供的电压超过Vref时，电器44被充电，其时间常数由电阻46和电容44所决定。

电阻46和电容44的联结处与一门限电路48和一个输入端相联，就如在施密特触发电路中一样。当电容44存储的电压值超过门限电路48的阈值（例1.6V）时，电路48的输出端的状态改变。门限电路48的脉冲的前缘驱使翻转电路50的输出为一低值，即成为与加到其数据输入端的信号的逻辑值相反的逻辑值。这产生出现在翻转电路50的输出端的一个正至负电压。这一信号用来触发一个探测到碎屑后的可视和/或可闻警报（未显示），这样使操作者去执行适当的操作。

现参看图3。这里显示了标记为A-E的一系列波形。相应的字A-E在图2中标出以指明A-E波形代表电路中的哪一部份。波形A是与穿越狭口16的颗粒18存在否造成的暂态电阻32的存在与否相对应的探测电压改变所提供的电压脉冲。可以看到，第一个电压脉冲是个相当低的信号，表示一个正常的血细胞穿越狭口16波形A中的第二个脉冲代表一个大的血细胞，或者一个暂态碎屑，两者都有一个较高的电压，这造成较高的电压。但是，因为大细胞或暂态碎屑穿过狭口16，脉冲宽度只是正常脉冲稍稍长些。波形A的第三部分代表一沉积在狭口16，从而将此堵塞的碎屑。其结果是测得一个高的电压，其持续期较长。事实上，对被测得的电压而言，结果是一个直流电压偏移。

图3中的波形B表示运算放大器36的输出，如前所述，是图1所示的电路28的前置放大器的第一级。波形B显示了被包含在小孔16和第一级前置放大器之间的电容34的作用。可见波形B的第一个脉冲以比波形A相应脉冲慢的速度增加，因为电容器34充了电，从A波形脉冲中减去了它的电压。众所周知，电容器上的电压不能立即改变，这样，当第一个脉冲的后沿出现时，放大器36的输出提供的电压就有一个负的下降。这个负的下降的幅度近似地等于因电容器34充电脉冲的前缘被压低的值。波形B的第二个脉冲实质上与波形B中的第一个脉冲相同，使其幅度大了，这归因于较大的脉冲被探测到了。然而，在波形B的第二个脉冲也有一个下降52。

对电容器34的任何值，下陷52以上的面积等于波形B的第一和第二脉冲的正前向部分53。这样，通过放大器36的平均电压对波形B中的第一和第二脉冲是零。

回忆一下波形B的描述，第三个脉冲上升到一个稳恒的直流电压並停留在那个因碎屑沉积到狭口16所产生的直流电压值。波形B的第三个脉冲没有任何下降，反应出这是一常电压。运算放大器36得出了与第三个脉冲相应的输出值，它先升到一个峰值，然后从峰值衰减到零。这样，第三个脉冲通过放大器36出来的值就不再是零。

现在参照图3中的波形C，第一和第二两个脉冲的形状相似，只有幅度有些差别，两者都升起並由于正部分53和波形B的第二、第一脉冲的部分52而又降到零。然而，波形C的第三个脉冲增加到一个值并通常停留在此。这又一次是因为波形B的第三个脉冲积分不包括任何使积分值降回零的下陷。

如图2中指出的，波形C加到比较电路42的输入上，这里也加有一个电压Vref，电压Vref用虚线标出，它在波形C的第一脉冲之上，穿过第二脉冲、第三脉冲。

现在参照图3中的波形D，可见，由于波形C的第一脉冲在Vref的阈值之下，在波形D中没有相应的第一脉冲。然而，与波形C的第二脉冲相应的波形D的脉冲却在波形C的第二脉冲超过阈值Vref期间存在。但这因测得的波形A的第二个脉冲的短持续期而相当短。因为波形D脉冲代表电容器44存储的电压，波形D脉冲只在波形C的脉冲超过比较器Vref电压而电容C开始充电时才开始增大。接着，电容器C通过比较电路42的接地输出端放电。这样，在波形D中没有与波形C相应的脉冲，与波形C中第二脉冲相应的波形D中的脉冲也决不超过阈值电压Vth。但是，波形C的第三个脉冲停留在Vref值以上，这样，电容器44被持续充电，直到其电压超过阈值电值48的阈值电压Vth。这在波形D中用标有Vth的尾线示出。

现在参照图3的波形E_o一旦波形D的前一个脉冲超过Vth值，一输出出现在电路48，触发触发器50，促使电压E改变状态。这将被一电路（未显示）所理解，从而发出一个可听/和/或可视警报，告诉仪器10的操作者测得了一个碎屑沉积。

现在参照图4，它显示了本发明的一个优选实施例。图4中的电路包括抑制在仪器10启动的临界时间的操作，或者溶液充满室20的探测的装置，这一室（未显示）可是用于探测血样中的血红蛋白的。血红蛋白是用独立于Coulter原理的技术来测量的。当用于测量血红蛋白的室被充满时，液体20与一种化学处理过的血样相混合，冲击一个置于当室被充满时液体会达到的位置处的电极。第二个电极在室的底部。当液体触及液面检测电极时，电路（未显示）通过测量检测电极和底电极之间的电连续性确定液面水平。这连续性检测由电极之间的电流完成，这一电流在狭口16处产生干涉，这与碎屑沉积在狭口相似。开始填充和充满室都能在电容器34的输出端造成暂态电压，并提供到放大器36，这好象由碎屑造成的永久堵塞一样，但事实上这只是由于往仪器10上加一电源造成的非永久暂态电压，或测量含液体20的室充满时造成的电流。

在图4中，与图2中相似元件，用同样的数字标志，因此，操作也是与图2所示相似的。在图2所示的元件中，只有积分器40显示的更详细，其中包括一个反馈电容54，一个运算放大器55和一个输入电阻56。这就如常所知的那样是一传统的积分电路。

在图4中附加的电路包括一个液面检测器57，一个启动探测器58。两者都是常用技术，在图4中只用框图表示。液面探测器57提供一个电压，指示血红蛋白室的液体20达到一个预置水平。当液面达到预置水平（未显示）时，其水平由当液体达到检测电极所产生的电流连续性来测定。这一电流可是一个直流电平偏移，这不总是不可与碎屑堵塞造成的相似的直流水平位移相区别的。另一方面启动探测器58，在电压首次加到仪器10上时监测。这一施加电压造成一个通过狭口16的明显直流电压偏移，这也可能当测作由于沉积的碎屑造成的狭口16上直流电压偏移。从水平探测器57输出的电压是一个约有100毫秒持续期的脉冲，从启动探测器输出的电压是一个约有1秒持续期的脉冲，这将会造成对探测电路运行的抑制。

液面探测器57的输出和启动探测器58的输出被用作一个与非（NAND）门60的两个输入。另外，液面探测器57和启动探测器58的输出也被作为输入加到与非（NAND）门62上去。与非（NAND）门60的输出被加到一个驱动电路64的非反转输入端和驱动电路66的反转输入端。驱动电路64的反转输入端和驱动电路66的非反转输入端偶合到一个正电压源+V上。驱动电路64的输出耦合到场效应晶体管68的栅极上。晶体管68的沟道电极通过输入电阻56连接到运算放大器36和积分电路40内的运算放大器53之间。

驱动电路66的输出接到一个场效应晶体管70的栅极上，晶体管70有一沟道电极与电阻56和运算放大器55之间的接点相联，另一个沟道电极与一个二极管72的阳极相联，二极管72的阴极接地。另外，FET晶体管70的另一个沟道电极与运算放大器53的输出端和二极管74的阴极相接，二极管74的阳极接地。

电容器54接在运算放大器55的输入和输出之间，这样，与晶体管70的沟道电极的联接方式相同。当液面探测器57或启动探测器58测到相应的液面改变或加上电压时，就产生了一个信号通过与非门60和驱动电路64，使FET晶体管68不导通而FET晶体管70导通。这样由约100毫秒持续期从水平探测器57来的信号，或一秒持续期的从启动探测器58来的信号，来决定临界条件的一种。在此期间，电容器54通过导通的FET晶体管70放电。同时因FET晶体管68不导通，阻止电压加到积分器40的输入端，在探测器57、58中的一个发出100毫秒或一秒持续期的脉冲后，回到晶体管68导通，晶体管70不通的正常状态，操作步骤如前所述。

另外，探测器57和58的输出通过与非门62使与非门76无用，不能再通过任何从阈值电路48提供的信号。因为包括与非门76，所以必须提供一个倒相器78，以有一个合适的极性来触发触发器50，在此用的是提供一个脉冲给其时钟（C）输入端。

现参照图5，这是图4所示电路的示意图的更详细化。在此，图4、图5中相似的元件被给予相同的数字标记。元件26到38（只有偶数）和FET晶体管68如在图4中叙述过的那样联接。晶体管68的衬底电极与一电压为+V2的电源相联，这可能是直流15V。前面提及的电压+V可能是5伏直流。晶体管68的另一个沟道电极经电阻56联到运计放大器55的反转输入端。晶体管70的还有一个沟道电极联到运算放大器55的反转输入端，另一晶体管70的沟道电极联到运算放大器55的输出端。晶体管70的衬底电极与电压+V2的电源相联。电容器54联在运算放大器55的输出端和反转输入端之间。电阻82与电容54并联，在一个碎屑警报后起为电容54放电的作用，防止碎屑警报响应独口16处很慢地变化的直流电压而漂移，而这并非碎屑产生的。二极管72的阳极联到运算放大器55的输出端，二极管72的阴极与地相接，二极管74的阴极联在运算放大器55的输出端其阳极接地。这种联接方式，二极管72和74限制电压偏离运算放大器55的输出。

放大器55的非反转输出端接地。在图5中所示的某些元件在接点处的数字是所用的特殊的元件的针数，稍后将给出元件的清单。抵偿电压控制输出，放大器55的针1，经一电位计84接到抵偿电压控制输入端放大器55的针5。电位表84用于设定运算放大器55的抵偿电压。负的直流电源输入端，放大器55的针4，经电阻86接到-V2，它可能是-15V，经过一个电容88接到地，并经过一个电容90接到正的直流电源输入端，针7。电容90和正的直流电源输入间的接点，针7，经一个电阻92接到电压V2。电阻86和92和电容88和90提供放大器55的直流电源旁路。

放大器55的输出经电阻94接到比较器96和非反转输入端，这构成图2、图4中所示的比较电路的主要部件。参考电压加到比较器的反转输入端，并由经电阻98接到电压V2并经过电阻100接地的反转输入端提供。负的直流电源输入端，比较器96的针4经电阻102接到电压-V2，经电容104接地。负直流电源输入，针4和电容104间的接点也经电容106接到正的直流电源输入端针8。正直流电源输入针8，也经电阻108接到+V2电压。电阻102和108，电容104和106提供比较器96的直流电源旁路。比较器96的输出经电阻110接回输入。电阻110给比较器96带来延迟，这样，当非反转电压接近参考电压时算定运算，以这种联结方式，比较电路42在其输出提供一个正的电压，只要非反转输入端的电压超过阈值电压（如0.36伏）。这样，当经电阻94提供的积分器40的输出超出0.36伏，比较器96的输出成为正电压。

比较器96的输出的电压经电阻112到电止46和电容44之间的接点提供。如前所述，这一接点也接到阈电路48-这由两个施密特触发电路114和116构成，两者都将加在其上的信号反转。

液面探测器57包括（未示）探测含液体20的室是否已被充满的装置和提供触发信号（LEVEL）给单移多谐振荡器118的装置。类似地，探测加到小孔10上的功率的装置产生触发信号（START）以提供给单移多谐振荡器120。两个多谐振动器118和120配有时间常数设定元件（未示）这产生一个100毫秒或一秒的低压脉冲序列输出，依LEVEL或START之一而定。

NAND门60的输出经电阻122联到驱动放大器124的非反转输入端，这也是个比较器。放大器124的反转输入经电阻126联到地，同时经电阻128联到电压+V。电阻126和128的电压+V提供给驱动放大器（或比较器）124一个参考电压，激励放大器124的输出经电阻130接回非反转输入端。电阻130给激励放大器124产生一个延迟，从而在非反转输入电压接近阈值电压时能稳定放大器124。放大器124的输出也经电阻132接到+V2和晶体管68的栅极。电阻132是放大器124的输出的正偏电阻。

NAND门60的输出也经电阻134接到激励放大器136的反转输入端。放大器136的非反转输入端经电阻138接地，经电阻140接到电压+V，经电阻140接到放大器136的输出端。电阻138和140（带有电压+V）给放大器136（或比较器1提供阈值电压，电阻142向放大器136提供延迟。放大器136的正直流电压输入端，针3，经电阻143接到电压V2，经电容144到负直流电流输入端，针12。负直流电源输入，针12，也经电阻146接到电压-V2，经电容148接地，电阻143和146，电容144和148用于给放大器136提供一个电源旁路。在这里所描述的具体实施例中，放大器124和136包含在同样的积分电路中，因此用同样的电源输入。放大器136的输出经电阻150接到电压+V，接到晶体管70的栅极。电阻150是放大器136正偏电阻。

用到图5所示的电路中的还包括在与非门62和与非门76的输入端之间设置的倒相器152。倒相器152使与非门62变成一个与门。另外，加在触发器50的数据（D）输入端的正电压是经电阻155加上的，也是加到预置输入端的。一个RESET（复位）信号，（它可由一个在装置10的操作面板上的运算控制开关提供）被加到触发器50的复位输入端。

为了按照图2和图4中所述方式操作，下列电路元件选用了下列数值：

电阻（欧姆）

38-200K

46-10K

80-49.9K（1%）

82-1.0M

84-100K

86-47

92-47

94-2.49K（1%）

98-10K（1%）

100-249（10%）

108-47

110-249K（1%）

112-100

122-4.7K

126-1.5K

128-3.3K

130-100K

132-10K

134-4.7K

138-1.5K

140－3.3K

142-100K

143-47

146-47

150-10K

155-3.3K

电容（微法拉）

34-.32

44-3.3

54-1.2

88-.01

90-.01

104-.01

106-.01

144-.01

148-.01

放大器和比较器

55-AD542

96-LM311

124-LM339

136-LM339

其它元件

50－74LS74

60-74LS00

62-74LS00

68-3N163

70-3N163

72-IN4148

74-IN4148

76-74LS00

78-74LS00

114-74LS14

116-74LS14

118-74LS221

120-74LS221

152-74LS14

现参照图6，将描述电阻46和电容器44与放大器96和施密特触发电路114相连如何工作。为了帮助理解图6所示电路的工作，需要参照图7中的波形。比较器96包括一个输出晶体管154，当非反转输出端电压低于反转电压输入时，一个正电压信号被加到晶体管154的基极上，使之导通。这使电容44通过电阻112放电，使晶体管154导通，这样，电容器44不再维持电压。在此情形，施密特触发电路提供一个逻辑的高输出值。

一旦从积分器40加到放大器54的非反转输入信号大于在反转输入端的参考电压（后者由电阻98和100决定）加到晶体管154的基极的信号就降到一个低值，使晶体管154不再导通。这由图7中的波形F示出。图7的波形C是前面图3中指出的同样信号C。一旦晶体管154因信号F从高值降到低值而不导通，电容44便开始充电，直到由加到电阻46的另一边的电压值所决定的值为止。这一电压可是5V。电容44充电到满电压所需的时间由电阻46和电容44的时间常数决定。这些数值必须与加到电阻46的另一边的电压-同选择，这样，电容44充电到1.6V（这是施密特触发器114的阈值电压）所需的时间大约是3.86毫秒。这段时间足以让大颗粒和暂态碎屑穿过狭口16，但对将测实际在狭口16的堵塞碎屑是一个足够短的时间。一旦施密特触发器114被充电到1.6伏或更高电压的电容44触发，其输出即图7中的波形G成为一个低的值，接着如前所述，导致碎屑警报的产生。

Claims (10)

1、用于颗粒计数器(10)的碎屑探测器，在这种计数器中，有一个分离两个室(12和14)的小狭口(16)，在所述狭口(16)上加有稳恒电流(26)，悬浮在液体(20)中的颗粒(18)和碎屑通过所述狭口(16)，当各个颗粒(18)或碎屑经过所述狭口(16)时在其上产生一个电压脉冲(图3A)，碎屑沉积在狭口在其上产生一个直流电压位移(图3A)，所述颗粒计数器(10)带有用以检测在所述狭口(16)上的电压(图3A)的检测装置(28)和用于耦合所述检测装置(28)与所述狭口(16)的电容装置(34)，其特征在于所述碎屑探测器包含有用于对所述检测装置(28)的输出进行积分的积分装置(40)和用于确定积分后的检测装置输出在一定的延迟时间之后是否超过某一值(Vth)的确定装置。

2、专利要求1的碎屑探测器，其特征为，在那所说的电容装置（34）保持一个零平均电压值（38）（对测得的因颗粒（18）和碎屑穿过所说的狭口（16）产生的电压脉冲）所说的积分装置（40）的输出是一个脉冲电压（图3C）对各个穿过所说的狭口（16）的颗粒（18）和碎屑是一个阶跃电压（图3C）。

3、专利要求1或2的碎屑探测器，其特征在于，在所说的电容装置（34）中产生一个电压下陷（52），在各个测得的电压脉冲的下降沿，对各个通过所说的狭口（16）的颗粒和碎屑所说的积分装置的输出是一个脉冲电压（图3C），对沉积在所说狭口（16）的碎屑是一个阶跃电压（图3C）。

4、按权利要求1、2或3中的任何一点的碎屑探测器，以下述为特征：在所说的测定装置（42、44、46和48）提供一个输出信号（图3D）响应积分装置（40）输出信号（图3C）保持在某一阈值上（Vth）所说的某一延滞时间，在原先在所说的某一阈值（Vth）之上及之后。

5、按照专利要求1或2的碎屑探测器，以下述为特征，该积分装置（40）在其与该传感装置（28）输出电压（图3B）的积分的输出端提供一个电压（图3C）;该确定装置（42、44、46和48）包括有一初级输入（+）联到该积分装置（40）输出和一次级输入（-）联到参考电压（+V2）的电源的电压比较装置（96），一个当该积分装置（40）输出的电压超过参考电压（Vref）时，正常地出现一个有前缘的电压脉冲的输出（154）;次级电容装置（44）包括一个放电电路（46）因此联到该比较器装置的输出（154），以使在该电压（图3C）的该一定的延滞时间在该积分装置（40）输出超出该参考电压（Vref）时，充电到阈值（Vth）以上;阈值传感电路（48）用于感受所说的次级电容方式装置（44），当其已充电到超过所说的阈值电压（Vth），作为响应，提供一个信号（图3E）以表明探得了沉积的碎屑。

6、据权利要求5的碎屑探测器，有以下特征该次级电容装置（44）当加到该比较器（96）的初级输入的电压低于该参考电压（Vref）时接通放电。

7、据权利要求5或6的碎屑探测器，有以下特征，该次级电容装置（44）的充电通路包括电阻（46），该次级电容装置（44）和该电阻（46）相联使得他们的值决定所说的某一延滞时间。

8、据权利要求1、5或6中的任何一条的碎屑探测器，有以下特征，在该碎屑探测器中包括抑制装置（58、60、66和70），用于在施加电流到该锐口（16）后的一段固定的时间内抑制该碎屑探测器。

9、据权利要求8的碎屑探测器，有以下特征，积分装置（40）包括电容（54），抑制装置（58、60、66和70）使该积分装置电容器（54）放电。

10、据权利要求1、5至7或9的碎屑探测器，有以下特征，该电容装置（34）上保持一个平均零电压，该传感装置（28）包括放大装置（36），这联接到该电容装置，以提供一个放大的电压，这是该电容装置（34）上所维持的电压的放大形式;该积分装置（40）有一输入（55-2）由该放大的电压提供，有一输出（55-6）这几提供一个积分的电压，这一积分的电压是该放大的电压的积分形式，确定装置（42、44、46和48）包括供给积分的电压的输入（96-2），有一输出提供警报信号，这在积分的电压的幅度在所说的一定的延滞时间后超过了一定的值（Vth）时发出，该警报信号（图3C）表明所测得的碎屑至少部分地堵塞了狭口（16）。

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