液体点滴速度监控装置

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液体点滴速度监控装置

图１系统结构框图
处理，对信号调整电路的要求较高，实现难度较大。综合考虑，通过选用高亮度发光二极管发射、光敏三极管检测来实现。这种方法不仅具有红外发射对管的优点，并且光敏三极管的输出信号强，只需经过简单的滤波、整形即可得到所需的计数脉冲信号。图２是液体滴速检测电路，它包含４部分：个可见光反射
３系统硬件设计
３１液体滴速检测模块．
ＡｂｔｒｃＴｅｎｌｉｅ１ｑｄｒｐｏｎｔｒｉｇｓｓｍａｓｓａｔｈｉｔｅ１ｇｎｔｉｕｉｄｏｍｉｏｎｙｔｅｈｂｅｎｅｅｌｐｅａｍｉｇｅｄｖｏｄｉｎａｔｏｌｉｇｈｅｓｖｎｔｐｏｅｓｘｓｅｄｎｈｍｅｉａｌｒｃｅｕｅ．ＴｅＳｙｔｅｍｎｉｏｔｅｒｂｌｍｅｉｔｉｔｅｄｃｐｏｄｒｈｓｍｏｔｒｓｈｈｅｇｏｓｏｋｏｕｏａｔｉｈｔｆｔｃｓｌｔｉｎｎｄｈｅｓｅｄｆｐｅｏＬｉｕｉｄｏｂｉｆａｒｄｐｏｓｔｓｏｉｇＲｉｂｌｃｍｎｉｔｉｎｓｅｗｅｍｔｒｔｉｎｑｄｒｐｙｎｒｅｏｐｉｅｈｏｔｎ．ｅｌａｅｏｍｕｃａｏｂｔｅｎａｓｅｓａｒｏａｎＳｌｖｅｔｔｉｎｄａｓａｏｗｅｅｒｒｅｌｉｄａｚｅｂｙｍｅｎｓｆｓａｉｈｉｇｒａｓｎｂｌｃｍｕｎｉａｔｏｐｏｔｃ．Ｔｈａｏｅｔｂｌｓｎａｅｏａｅｏｍｃｉｎｒｏｏ１ｅｅｘｅｍｅｔｓｒｖｅｈａｔＳｙｓｅｃｓｌｓｓｍｏｙｎｄａｓｈｉｈｅｌａ１ｔｐｒｉｎｐｏｄｔｔｈｉｓｔｍｏｔｓｅｎｅａｈａｇｒｉｂｉｉｙ．Ｋｅｗｄ１ｑｄｒｐｏｔｒｉｙｏｒｓｉｕｉｄｏｍｎｉｏｎｇ：ｉｒｒｏｐｏｔｓｏｏｉｇ：Ｓｉｌｃｐｎｆａｅｄｐｓｉｅｈｔｎｎｇｅｈｉ

液体点滴速度控制教学实验装置的设计

液体点滴速度控制教学实验装置的设计◆王　强单片机的教学实验在信息电子专业的教学中占有十分重要的地位,为了使同学们掌握单片机的开发系统的基本知识,本文设计了一个液体点滴速度自动控制的实验装置,该装置能够由人工设定点滴速度,并能根据监测到的点滴速度通过控制算法达到设定速度,而且调整时间较快。

该装置不仅可以很好地应用到教学实验中,并且还可以推广到实际应用中。

点滴速度自动控制装置教学装置一、前言在传统医疗过程中,给病人输液一直采用人工观测和人工调节点滴的速度,点滴的监控受到医务人员责任心和熟练程度的限制,给病人和医疗过程带来一定的安全隐患。

同时,现阶段实践性教学环节有它的薄弱之处,大都处于滞后、分散、针对性不强、系统性不够、综合性不强等低层次循环状态,师生重视程度不够,一方面,造成学生找不到工作,另一方面,某些岗位的高级应用技术人才紧缺。

为此,必须充分重视实践教学环节,充分发挥出实践性教学的最大功效。

其有效措施之一,就是配合一些优秀的实验教学模型,开展设计性、系统性、综合性的实验和实习教学。

对实验教学模型有几点主要要求:(1)系统性;(2)新技术的综合性;(3)设计性;(4)直观性。

本文将89C51单片机用于对输液实验装置的设计,实现键盘设定输液速度,通过传感系统来确定点滴速度和对液位警戒线的检测,利用LED 数码显示屏实时显示,通过电机控制储液瓶的高度来达到控速的目的,整个系统结构简单,易于实现。

二、硬件设计系统硬件结构框图如图1所示。

主要包括单片机系统、液滴探测、液位检测、报警输出、步进电机控制、看门狗等电路。

单片机系统选用AT89C51,内含4K 字节的EEPRO M ,便于研制阶段反复调试和修改;为提高系统的可靠性,使得当系统掉电、上电后程序可以恢复正常,本文设计了看门狗硬件电路。

图1　系统的整体结构图1.点滴速度检测滴速检测是采用LM339过零比较电路,采用红外发射—接收对管作为液滴检测器件,根据接收到的光强的强弱判断是否有液滴滴下。

医疗点滴报警器

医疗点滴报警器1、介绍医疗点滴报警器是一种用于监测患者点滴输液情况的设备。

它通过监测点滴输液速度、液位以及其他相关参数，能及时发出警报，提醒医护人员注意点滴的情况，并防止点滴过快或过慢引起的安全问题。

本文档旨在提供有关医疗点滴报警器的详细信息，包括技术规格、安装使用方法、故障处理等内容。

2、技术规格在选择医疗点滴报警器时，需考虑以下几个关键参数：- 点滴输液速度范围：医疗点滴报警器应能监测常见的输液速度范围，如滴速范围为20-150滴/分钟。

- 液位检测范围：医疗点滴报警器应能准确检测液位，以避免点滴输液过快或过慢。

- 警报方式：医疗点滴报警器应具备声音、光线或振动等警报方式，以便医护人员能及时响应。

- 电源要求：医疗点滴报警器通常使用电池供电，需要注意电池续航时间和更换电池的频率。

3、安装和使用方法3.1 安装步骤- 将医疗点滴报警器放置在患者的近旁或医护人员方便观察的位置。

- 连接点滴输液装置与医疗点滴报警器。

- 打开医疗点滴报警器电源开关。

3.2 使用方法- 设置点滴输液速度范围，确保医疗点滴报警器能够监测到异常情况。

- 监测液位情况，确保液体始终处于适当的范围内。

- 如果医疗点滴报警器发出警报，请及时处理，避免患者的健康风险。

4、故障处理4.1 报警器无法启动或无法正常工作- 检查电池是否已耗尽或电源连接是否正确。

- 检查设备是否存在损坏或松动的部件。

4.2 报警器误报警- 检查液位传感器是否被点滴管路或其他物体阻挡。

- 检查液位传感器是否被污物或液体遮挡，清洁传感器并重新安装。

4.3 报警器无法正常监测点滴输液速度- 检查输液装置的滴速调节是否正确。

- 检查报警器是否正确设置了点滴输液速度范围。

附件：无法律名词及注释：1、医疗器械监督管理条例: 国家对医疗器械的监督管理所制定的法规和规章，以确保医疗器械的质量和安全性，保障患者的权益。

2、电池消耗性产品: 法律上将电池作为一种消耗性产品的定义和规定，电池的使用寿命和更换频率应符合相关法律和标准。

液体点滴滴速监控讲义

4、主从站通讯电路
从站号
74ls154 高四位数据线
地址兼数低四位据线
通讯协议——设置命令
通讯协议——查询命令
通讯协议——清除警报命令
5、电机控制电路
软件设计
1.从站主函数流程图
2.端口1中断函数流程图
3. 端口2中断函数流程图
4. 看门狗定时中断流程图
5. 主站主函数流程图
系统原理
本设计为液体点滴速度监控装置，采用MSP430F149 作为核心，两块系统板（主站和从站）组成有线监控装置，实现了对液体点滴速度的定点检测与循环检测，且动态显示点滴速度。速度检测采用主动红外发射接收管，通过放大，整形输出脉冲，送单片机进行计数，以检测其速度。键盘采用4x4矩阵键盘，可通过按键设置液体点滴速度，并使用步进电机进行速度控制；显示采用12864，可以动态显示点滴速度及设定，通信等信息。报警检测也采用红外发射接收管，报警装置是由发光二极管和蜂鸣器组成的声光报警。为了达到较好的调整稳定度，通过软件实现控制电路的自适应调节，实现了多机通信，即一个主机站控制多个从机站和主、从机之间的数据传输。
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。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。

液体点滴速度监测与控制装置

液体点滴速度监测与控制装置1设计思路利用单片机设计并制作一个智能化的液体点滴速度监测与控制装置，利用控制步进电动机的升降来控制点滴速度，点滴速度可用键盘来设定，同时在水到达警戒线以下时能发出报警信号。

2方案设计2.1 系统基本方案根据题目要求系统可以分为以下几个模块：点滴速度测量模块，储液液面检测模块，键盘显示模块，电机系统控制（点滴速度控制）模块。

系统的基本框图如图1所示。

图1 系统基本框图2.2 说明（1）控制电机类型不限，其安装位置与安装方式自定。

（2）储液瓶用医用250ml注射页玻璃瓶（瓶中为无色透明液体）。

（3）受液瓶用1.25L的饮料瓶。

（4）点滴器采用针柄颜色为深蓝色的医用一次性输液器（滴管滴出20点水相当与1ml±0.1ml）.（5）赛区测试时，仅提供医用移动式点滴支架，其高度约为1.8m,也可以自带支架；测试所需其他设备自备。

（6）滴速夹在测试开始后不允许调节。

（7）发挥部分第（2）项从站功能中，c中的异常情况自行确定。

2.3 系统各个模块的选择与论证（1）点滴速度测量方案一：采用电感式传感器测量点滴速度。

在输液器的漏斗外围绕线圈作为敏感元件。

当液滴滴下是电感量发生变化，通过LC振荡电路后输出变化的频率值，经过F/V变换电路及电压比较后输出TTL电平信号来检测点滴速度。

此方案测量精度比较高，但是外围电路比较复杂。

方案二：采用红外对管发射接收。

采用断续式的工作方式，在点滴落下时阻挡了接收管接收红外线，产生高电平的脉冲信号。

为了提高抗干扰能力，可以采用两对红外传感器一发一收，而不是只用一只传感器以反射式状态工作。

红外传感器有以下优点：尺寸小，质量轻，安装在滴斗上较简单；对辅助电路要求少，在近距可以用直流发射，电路简单，性能稳定。

此方案简单，较容易实现。

（2）储液检测电路题目要求是在储液瓶中的液位低于2～3cm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。

输液监视仪

输液监视仪
输液监视仪，通过液滴传感器对输液液滴进行侦测，是一种高智能的输液监护仪器、输液报警器。

护士可通过一键操作，设定输液基准滴速，同时设备自动生成“上限速”与“下限速”。

相当于护士可按主观预期，赋予设备监护工作指令，然后设备将进入自动值守状态，对输液全过程实施严密的监护，以确保输液安全有效。

输液滴速过快且不能及时加以调校纠正，有可能会影响到输液安全。

因此，当侦测到输液滴速过快时，除即时向护士报送相关信息外，设备将自动启动调校装置执行减速操作，以使滴速回归安全限界以内。

输液滴速过慢往往是跑针血肿的先兆，这是一种不正确的输液状况。

因此，当侦测到输液滴速过慢时，除即时向护士报送相关信息外，设备将发出语音提示请求调校，以使滴速回归安全限界以内。

而当输液完成且未被人察觉时，除即时向护士报送相关信息和发出语音提示外，设备将自动开启安全控制模式，对输液软管进行截流以作保护。

Android手机通用适配器，可为本设备充电。

充满一次电，约可工作一至二周（视使用情况而定）。

外形结构一般为掏空的凯旋门造型。

下面图片可以进行参考。

为方使用，输液监视仪一般会有一款专用托架。

建议将该托架以玻璃胶固定在病房设备带上，以方便设备取用与置放。

当取用设备时，以往外抽拉的方式，即可与托架分离，随取随用。

当设备不工作时，以往里推挤的方式与托架形成弹性连接，并方便充电。

基于单片机的液体点滴速度监控装置设计

（三）执行机构
（三）ＲＳ一４８５接口电路
ＲＳ一４８５最小型由两条信号电路线组成。每条连接电路有接大地参考点，这电缆能支持３２个发送，接收器对。为了避免地面路电流，每个设备都要接地。这电缆包括连至每个设备电缆地的第三信号参考线。
方案一：采用直流电动机。直流电动机具有良好的起、制动性能，
易于在广泛范围内平滑调速，并且直流电动机的主磁通ｌｉ电枢电流相互
独立，可以分别对它们进行控制，容易得到满意的动、静态性能。但其不能定位，就是采用变速齿轮箱锁定，定位也不会精确，而且转子发热多，电机效率低。方案二：采用步进电动机。步进电动机可以用数字信号直接进行开环控制，易于起动、停止、反转及变速，响应性也好。（四）显示界面模块这是决定系统使用是否方便的关键。方案一：采用ＬＥＤ显示。显然这只能显示非常有限的符号和数码对于本设计功能是不相适应的。案二：采用点阵式ＬＣＤ显示。这是最为复杂的实现，需要完成人揖的显示工作，但其功能也是最强大的。采用点阵式ＬＣＤ，配合ＦｌａｓｈＲＯＭ中的汉字库，可以实现汉字显示，并将点滴速度显示明确，使用户自定义非常办便。权衡之后，我们决定选厢方案二，它实现了用户设定的实时显示和全中文界面，使界面非常之亲切，增强了人机交互性。（五）系统方案框图￡站、从站控制系统均采用单片机８＿９Ｃ５２为核心，系统框图如图１。 …于单片机、＿乜动机、滴液传感器形成了闭环系统，反馈环节不断的进行补偿，系统可以达到很高的精度。考虑到从站功能全部一致，只画ｍ一路。ｌＬ ’ ｉ＿－ Ⅲ １ｒｉ Ⅷ ＿］ｉｉ；ｌ竺ＨＨＩｒ］

点滴输液监控系统

摘要：常见的医疗输液管只能进行人工调节速度,速度调节不准确,不易控制,有时速度过快还会对病人造成不良反应,而且常因疏忽大意发生血液回流现象,作为医疗过程,医务人员也需要对输液过程进行监控,为此研究点滴速度控制器就显得非常必要。

目前市场上的点滴速度控制产品主要是输液泵,此种设备控制精度高,功能强大,适用于高要求场合,但价格较贵,而且使用前后都要进行清洗,不太方便。

针对以上情况本文设计了一种方便实用、低成本的点滴速度测控系统。

本系统的特点：自动检测输液液位，并能将各床位液位和输液速度信号传送至护办室，在护办室对多个病房各个床位的输液情况进行巡回检测和显示。

当液位低于设定下限值，输液速度过高或过低，在护办室和相应床位处发出声光报警，提醒护理人员及时处理，采用一种变介电常数型电容式液位传感器。

通过对不同宽度电极下传感器电容与对应液位的分析，发现液位处于输液瓶上部圆柱段时电容与液位高度之间有很好的线性关系，而在下部呈现非线性;传感器灵敏度随电极宽度的增加而近似线性提高。

同时发现传感器灵敏度与液位下降速度相关。

进而建立了传感器数学模型，分析影响传感器灵敏度的因素和机理。

本装置硬件部分为电容式传感器，其结构简单，适应性强，固有频率高，动态响应时间短，软件部分用单片机实现，实现多路信号采集处理、参数设置、异常报警和报警取消，总线通信等。

关键词：静脉输液，液位检测，电容式传感器，电极，极化Abstract: Because of the absence of the automatically measuring settings, special medical person has to ward them. This aggravates the patient's mental burden and the nursing persons' working burden. This also handicaps the synthesis management of the ward.The system is developed to measure infusion liquid level and infusion speed. The system automatically transports the detecting signal to the nursing office. In it the infusing situation of every bed in every sickroom is displayed. When the infusion liquid level is under the given lower limit and the infusion speed is much faster or lower, the alarm will be made in nursing office and corresponding bed to remind the paramedic to deal with it, a variable- dielectric-constant capacitive sensor is designed. The experimental data is obtained with the use of electrodes of different width. By analyzing the correlation between them, it is found that the sensitivity affected by the speed of infusion. The model of the sensor is presented and then the affecting factors and the mechanism on the sensitivity are discussed.The hardware device part of the capacitive sensor, its simple structure, strong adaptability and high natural frequency, dynamic response time is short. software with MCU, multi-channel signal acquisition and processing, parameter setting, unusual warning and alarm canceled, Bus communications and so on.Keywords: vein infusion, liquid level measuring, capacitive sensor, electrode, polarization目录第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 国内外点滴输液监控系统的研究现状 (1)1.3 课题目的和意义 (2)1.4 设计摘要第2章设计要求和具体指标要求2.1 任务要求2.2 主要技术指标第3章设计方案比较与论证 (3)3.1 液体点滴检测方案 (4)3.2 速度测量方案 (4)3.3 滴速检测的软件设计方法 (5)3.4 警戒液面检测方案 (5)3.5 键盘方案 (6)3.6 显示方案的选择 (6)3.7 液体点滴速度控制方案 (6)3.8 电机的选择 (7)第4章系统电路设计 (8)4.1 单片机最小应用系统设计 (8)4.2 键盘显示电路 (9)4.2.1 键盘工作原理 (10)4.2.2 七段LED数码显示器 (11)4.3 数据采集电路设计 (11)4.3.1 滴速检测电路 (11)4.3.2 液位检测电路 (14)4.4 驱动控制电路 (15)4.4.1 步进电机的单片机控制 (15)4.4.2 步进电机的驱动 (16)4.5 报警部分设计与实现 (17)4.6 电源电路的设计 (17)4.7 部分元器件说明 (18)3.7.1 A T89S51引脚说明 (18)4.7.2 集成电压比较器LM324 204.7.3 移位寄存器74164 (21)第4章系统软件设计 (22)4.1 主控制模块 (22)4.2 滴速检测程序设计··234.3 液位检测和报警程序设计 (24)4.4 键处理子程序的设计与实现·254.5 显示子程序 (26)4.6 步进电机控制点滴速度程序·27第5章系统的调试及结果 (29)5.1 系统调试环境 (29)5.2 硬件调试 (30)5.2.1 单片机系统电路调试··305.2.2 数据采集电路的调试··305.2.3 键盘显示电路调试 (30)5.3 软件调试 (31)5.4 调试及测试仪器 (31)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录1液体点滴速度监控器总体程序35附录2系统原理图··45附录3实物照片 (46)第1章绪论第1.1节课题背景随着微电子技术和信息技术的发展和应用，医疗设备领域正在悄悄的发生着一场信息化的革命。

液体点滴测速

液体点滴速度监控装置一、方案论证及选择1、系统总体框图如下：2、滴速检测部分为了检测液滴下落的速度并且将其转换为电信号，需要利用适合的传感器来完成。

方案一、利用光电传感器，将其发射端和接收端分别设置在滴斗的两端。

当液滴下落时，通过光电传感器的瞬间，由于水对光的折射作用，会使接收端接收到的可见光能量降低，以此进行计数，再传入单片机进行处理，完成检测速度功能。

方案二、利用主动式红外发射接收传感器，液滴下落时，利用其对红外线的吸收和折射能力，是红外接收在液滴下落至红外线发射接收通路上时接收红外线发生衰减，来进行规律性的计数，完成检测速度功能。

方案三、利用导线自制一对探针置于滴斗内，在液滴落下的瞬间，利用液滴导电性使两个探针导通，以达到检测的目的。

方案一利用水对可见光的折射来计数，对于题目要求的无色液体来说，谁对其吸收能力很弱，基本上完全靠折射来工作。

而方案二则是利用水对红外线的吸收和折射作用来计数，有较强的适应性，可以应用于无色液体。

方案三则为有损探测，与前两项无损探测相比，局限较大。

综上，选方案二。

3、速度控制部分控制液滴下落速度主要有两种方法：方案一、通过步进电机和滑轮系统控制储液瓶的高度，来达到控制液滴流速的目的。

方案二、通过控制滴速夹的松紧程度来控制液滴流速。

方案一实现较为简便，通过步进电机可方便地实现储液瓶高度的调节，从而达到控制液滴流速的目的，但缺点是调节储液瓶移动的距离比较大，所需时间比较长，而且储液瓶高度与流速的关系非线性，并且没有现成的公式可以利用，而只能去足够多的采样点，来分析两者之间的关系，得出大致的经验公式。

在自变量（储液瓶移动距离）变化范围较大的情况下，这项工作更为繁杂。

方案二控制滴速夹移动的距离很小，但是滴速夹的松紧调节过程中，移动距离、移动阻力等参数难以计算，用机电系统实现起来较为困难。

综上，我们选择方案一。

4、电机驱动模块方案一、采用集成驱动芯片，再利用单片机驱动。

方案二、采用分立元件构建与集成驱动芯片等效功能的电路，驱动信号较之方案一复杂。

智能化的液体点滴控制装置

（）“ 一液体点滴速度监控 ”的解决方案
液体点滴是医院常用的医疗手段，医院对病人进行输
液治疗过程中，需要根据输液的药物和患者的病情选择合适的输液滴流速度。目前对于输液速度的控制普遍采用人工方式，护士根据经验，通过上下转动液速夹将速度调至合适值，
时换瓶或者拔掉针头；如果不能及时发现药液滴完，有可能造成医疗事故。为了避免这些情况发生，必须对现在液体点
滴输液装置进行改进和创新。智能输液监控系统是在原来装
异。然而一切的发展，一切的创新都是来源于社会并最终服【章编号】１０－１１２１）２０３一２文０８１５（０００ — １９Ｏ
点滴的速度不合适，通过键盘来调节电机的转动，调节打点滴的高度，从而达到调节速度的目的。当点滴还有２～３厘米时发出警报，通过键盘来设定查询的方式（定点，巡回）如；通过键盘来设定从站号，以及数量：进行完这些工作后，主机与从机进行通讯，机返回主机所要的信息，并显示在ＬＤ从Ｃ上。设计需要解决的首要问题是就液体点滴速度的检测，根

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（3）调整时间≤3分钟（从改变设定值起到点滴速度基本稳定，能人工读出数据为止）。
（4）当h1降到警戒值（2~3cm）时，能发出报警信号。
2、发挥部分
设计并制作一个由主站控制16个从站的有线监控系统。16个从站中，只有一个从站是按基本要求制作的一套点滴速度监控装置，其它从站为模拟从站(仅要求制作一个模拟从站)。
3.采用红外传感器，一个发射管，两个接受管，分别位于储液瓶警戒线的上下部分，这样，当页面处于安全位置时，2个紧挨的红外线接受管产生的幅度值将一致，这时它们之间不会产生幅度落差，也不会发出报警信号；但当液面降到2个紧挨的接受管的中锋时，此时两个接受管一个在液面上方，一个在液面下方，由于接受管处于不同介质，此时收到的幅度值不一样，从而产生幅度差，发出报警信号。具体工作原理如图所示：
如果设定的速度过高，则在输液瓶上升到支架顶部时，依然达不到设定的滴速，输液瓶继续上升有可能会拉倒支架，出现危险情况。所以在支架的帝国内部安装一个个简易触动开关，当滴瓶上升到指定高度（接近滑轮）时，触压传感器接通，外接一个反向器，直接送到单片机AT89S52的外部中断1上。
如果液滴的速度过高（大于150或小于20滴/分），产生报警信号。
液体点滴速度监控装置
2007年6月9日
摘要：
液体点滴速度监控系统是能够实现自动监控液滴的速度并且能做出相应调整的自动控制系统。本文对系统如何实现自动监测、自动调节等功能作了详细的分析和研究，利用光电传感器采集液滴的速度变化信号和液位高度信号，用AT89S52作为中央处理器进行信号分析和处理，利用建立的模型通过直流电机进行控制液滴速度。主从站采用MAX487E与单片机系统构成RS-485通讯接口进行数据和控制信息的传送。
b）根据设定控制电机调节液滴速度，调节时间小于3min
c）液位过低报警
2.设计主站
a）接受从站的检测数据
b）向从站发送命令
方案论证
本题的主要设计部分为从站
根据题目的要求，系统模块构成框图如下：
对于各部分功能的实现，方案比较与选择如下：
一、液滴速度检测模块
方案一:采用电容式传感器测量点滴速度。在输液管的滴斗外围放置一对电极，形成一个电容。当液滴滴下时电容量发生变化，可通过LC振荡电路来测量这个电容的变化。当输出的频率值发生变化时，说明有液滴通过，可以达到检测点滴速度的目的。此方案对于单一药液测量精确度高，但对于不同的药液时，由于电解质不同，电容变化可能不同，而且外围电路也较为复杂。
ห้องสมุดไป่ตู้问题重述
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。
二、要求
1、基本要求
（1）在滴斗处检测点滴速度，并制作一个数显装置，能动态显示点滴速度（滴/分）。
（2）通过改变h2控制点滴速度，如右图所示；也可以通过控制输液软管夹头的松紧等其它方式来控制点滴速度。点滴速度可用键盘设定并显示，设定范围为20~150(滴/分)，控制误差范围为设定值 10% 1滴。
2.通过测量电阻测液位。在储液瓶内嵌入两片金属片，将其固定于警戒液面处，当瓶中药液浸没金属片时两金属片之间的电阻可以测出，一旦液位低于警戒液面金属片将其露出水面，此时两金属片之间的电阻接近无穷大。由于金属片浸没和露出液面时的电阻区别很大，所以此方案便于实现，较为准确。然而不使用与大范围的推广，而且加电后药液离子浓度的变化不定，同时，在储液瓶内部安装金属片，实际操作性不强，且不符合卫生规范。所以此方案实用性不是很强。
方案二：采用可见发光二极管与光敏二极管的传感电路。由于光敏二极管受外界光源影响较大，一旦外部光强改变较大时，就会改变对液滴的判断。如果采用超强两度发光管可以减少干扰，缺点是功耗较大。
方案三：采用脉冲调制的红外传感器测量点滴速度。当液滴滴下时，红外发射管发射的光透过液滴后强度发生变化，接受管接受强度变化后的信号输出变化的电压信号。此信号经过放大整形后被转化为TTL电平信号送到单片机计数来测量点滴速度。该传感器具有体积小、灵敏度高、线形度好等特点，外围电路较为简单，性能稳定。
b．接收主站设定的点滴速度信息并显示。c．对异常情况进行报警。
（3）主站和从站间的通信方式不限，通信协议自定，但应尽量减少信号传输线的数量。
（4）其它。
题目分析
对题目进行综合分析，可知本题的主要任务、功能有：
一、任务：
液滴速度控制、液滴检测、液位检测、电机控制、主从站通讯
二、系统功能：
1.设计从站
a）检测并显示液滴速度
经过综合比较，我们选择方案3。
二、液滴速度控制模块
对于滴速的控制有以下两种选择
1.可通过控制滴速夹或者滴管的夹紧度的办法来控制滴速。这种办法控制比较灵敏，控制方便，体积小巧，性能较好。但前提是要有相应的灵敏可靠的高精度机械装置，在不便制作相应装置的条件下，不宜采用此方法，还有一个问题就是滴管的弹性形变不容易恢复容易导致问题。
（1）主站功能：
a．具有定点和巡回检测两种方式。
b．可显示从站传输过来的从站号和点滴速度。
c．在巡回检测时，主站能任意设定要查询的从站数量、从站号和各从站的点滴速度。
d．收到从站发来的报警信号后，能声光报警并显示相应的从站号；可用手动方式解除报警状态。
（2）从站功能：
a．能输出从站号、点滴速度和报警信号；从站号和点滴速度可以任意设定。
2.通过调节滴瓶高度的方法控制滴速。这种方法简便易行，控制可靠，是推荐的控制方式，当然也有缺点，就是不便于移动。
综合考虑，我们选择方案二
三、液位检测模块
1.采用电容传感测液位。在储液瓶的瓶身正对贴两片金属薄片作为传感电容，储液液面下降，电容两极间的介电常数减小，电容值随之减小，经过C/V变换后输出电压上升。当储液瓶液面降到警戒液面时，转换电压高于回差比较阀值电压，比较其反转输出开关信号。C/V转换具有优良的线形、较高的变换灵敏度与抗干扰性能。
4.采用形变易恢复的弹簧和一个触压开关控制。根据胡克定律，我们知道弹簧受力越大，伸展就越长。当储液瓶中的水位达到警戒值时，弹簧伸长，触及触压开关，从而产生一个外部中断接入单片机控制电路。此方案电路简单，主要对弹簧的要求，但也是需要现在输液瓶内部安装设备，不符合卫生规范。
综合分析，我们选择方案四。
四、报警模块

液体点滴速度监控装置

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