液体点滴速度监控装置(F题)

键盘控制 数码显示
设定滴速
显示滴速
红外水位 判断系统
80C51
扬声器 声光报警
速度反馈
电机驱动
红外测速系统
步进电机 改变高度
图 4 电机控制液态点滴原理框图 3.1 系统的硬件设计 3.1.1 步进电机部分 随着生产过程机械化、电气化和自动化的不断发展，出现 了各种类型的特种电动机。这些电动机的工作原理，一般与普 通的异步电动机和直流电动机的基本原理近似，但是它们在性 能、结构、生产工艺上各有其特殊性，多用于自动控制过程中。 步进电机就是其中的一种。 步进电机是工业过程控制及仪表中的主要控制元件之一。 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点 讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按 设定的方向转动一个固定的角度（即步进角）。您可以通过控制 脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时您 可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而 达到调速的目的。 3.1.2 红外测速 红外传感器是作为光电传感器的一种，我们先来介绍一下 反射式红外传感器，它是一种可以利用其对物体表面黑度的敏 感特性，应用于测量微小的位移。从光源红外发射管发射出的 一定强度的光束到达测量面后，根据物体表面的不同黑度和表 面光洁度，部分光散射和反射到红外敏感接收管转变成为和接 收管接收到的光强成正比的电信号。 若在具有同样表面光洁度的一块测量面上涂上黑白涂料， 有意造成反射光强的不同。当红外光束的光斑从黑色移动到白 色区域时，接收管输出的电信号将产生一个阶跃，阶跃的过程 主要取决于光斑的大小、测量面的移动及电信号响应的速度 等。虽然水滴的速度不快，红外线足以响应，但是水是透明的不 好反射，它的反射信号几乎没有，所以利用反射式红外传感很 难测到信号。 下面介绍一下对射式红外传感器，其原理和反射式红外传 感器差不多，只不过我们经过实验发现对射式红外传感器对水 滴的测量信号会更好一些。

CONO MIC CON STR UCTION 经济建设5环球市场信息导报无线液体点滴速度监控装置的设计输液速度的快慢直接影响药效以及患者生命安全。

临床上人为监控误差大、可操作性差，使得输液速度很难实时控制。

本文设计的液体的点滴速度监控装置利用红外传感器实时检测输液的速度，将采集的点滴速度实时无线传输给控制中心，控制中心通过与设定速度比对发出无线控制信号，来调节流速调节器来调节液体的流速，从而实现点滴速度自动调节。

本设计只需将速度检测和速度调节部分固定在一次输液器上即可使用，无需专用输液器，也可扩展应用到其他液体速度监控装置领域。

点滴输液是临床上最为常见的治疗方法之一，大部分药物的输液速度都有严格的规范。

由于在输液前人工控制速度存在误差，在输液过程中人工监护输液速度工作量大很难保证输液的速度。

目前的研制点滴液体速度监控装置大多都为有线检测装置且需要通过输液瓶的高度来调节点滴的速度，这些点滴输液器需要专用的输液器使得输液成本加大，很难在医疗市场推广。

为了解决以上问题，本文设计了一款无线液体点滴速度监控装置。

该系统以单片机ST C 89C52为控制中心，采用红外发射接收对管装置检测液滴速度，并实时将检测的速度值无线发送给控制中心，控制中心根据传输的速度值来实时发送控制信号给液体调速模块来实时调节液体流速，从而实现点滴流速自动监控的目的。

1.硬件设计本系统硬件采用模块化设计，如图1所示，包括速度检测、控制中心、速度调节三个模块。

每个某块都是一个独立的系统均可以独立工作。

速度检测部分检测输液速度值并将速度信号实时传输给控制中心；控制中心部分主要负责接收检测部分的速度数据信号，根据接收的速度值来判断是否需要调速，若需要调速则向速度调节模块发送速度调节模块信号；速度调节再接收到速度调节信号后，判断是速度增加还是减少信号然后驱动步进电机调节液体流速调节器孙佰顺武传佳李洪亮图硬件原理框图81的调节滚轮来增加或减少点滴输液速度。

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。

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。