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新一代医院输液提醒器,采用了高科技电容式感应芯片, TB上10元左右一只,物美价廉,受到欢迎。由于检测原理相同,可以用于化验室分析仪器的水溶液样品流量监测。但网上没见到其电路资料。下面拆开看看,对电路进行解析。
一、断流提醒器(输液提醒器)夹持在试剂管道上,当管道内没有液体时,提醒器发出“嘀嘀嘀”声讯,同时,红LED闪光,提醒操作人员:
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正面是开关按钮,两个指示灯孔:
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背面有一个蜂鸣器孔,便于传出报警声响:
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按一下开关按钮,开机;再按一下,关机:
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检测头采用夹子结构,最大可夹持直径5mm的管子:
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张开检测头,可以看见内部的检测条:
二、电路及工作原理仪器采用卡扣设计,用大拇指很容易分开:
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电路板很简洁,寥寥几个元件。一只没有标识的IC,一只微动开关,两只LED及限流电阻,输入端电阻R3,接地条:
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这一面是电池、蜂鸣器、检测条(有锡珠的PCB部分):
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电池采用CR1632一次性锂电池,蜂鸣器是压电型:
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根据PCB,绘出电路图:
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图中的U元件,被厂家抹去了商标型号,根据其功能分析,是8脚单通道可编程电容式感应芯片(暂无资料)。1脚是电源+,8脚是地,2脚是检测信号输入端,3脚5脚是音频输出,4脚6脚是输出端(4脚为灌电流工作,6脚为拉电流工作),7脚是开关电源触控脚;SW1微动是电源开关;检测头是覆铜板(检测条及接地条)构成;FMQ是压电蜂鸣器;LED1、LED2是红绿指示灯。当检测头内放入输液管道后,其等效电路是一个可变电容网络,其中Co、Ct是分布电容,Ct随流过液体的介电常数而变化。
电路检测原理:电容式感应的基本原理,是由MCU及管道分布电容构成的一个不断充电和放电的张弛振荡器。如果检测头内管道液体恒定,张弛振荡器是一个固定的充电放电周期。如果管道内液体发生变化,就会减少或增加电容器的介电常数,充电放电周期就变长或缩短,频率就会相应减少或增加。所以,MCU测量周期的变化,就可以侦测到管道内的液体流量变化状况。
工作过程:将被检测管道(内部已经充满液体)放入检测头,按一下按钮SW1,仪器自动对管道的分布电容进行三次脉冲检测,同时,发出三声“嘀嘀嘀”声讯、绿LED闪光三次,将此原始数据存入MCU。以后,每秒检测一次,绿LED闪一次光,表明正常工作中;当管道中的液体缺失,分布电容发生变化,检测到的数据与原始数据不同,MCU内部程序判断“断流”,发出“嘀嘀嘀”声讯,同时,红LED闪光;当恢复液体流动,仪器停止声讯、灯光报警,恢复到正常监测状态;再按一下SW1,关断电源,停止工作。
三、使用注意事项 该输液提醒器是按照医院输液性质设计的。水溶液的介电常数大约80F/m,而实验室使用较多的有机溶剂的介电常数一般为5-20 F/m。所以,本断流提醒器不能检测有机溶剂,仅对水溶液断流检测有效。
根据仪器电路工作原理,水、金属、强大的电磁干扰场,都会使仪器感应电容发生改变,当改变量超过内部设计值,会发出误报,或使仪器检测失灵。使用中,要注意避免这些因素接近或水溶液污染检测头。
根据实际使用情况,提醒器的蜂鸣器声响过大(或厂家选型不合理,质量不好),易发生损坏,造成“哑巴”故障。建议有动手能力的人,在蜂鸣器回路中串联一只0.047μF的电容,适当降低音响功率,确保长期运行。如果出现“哑巴”故障(其余正常),可从废弃的石英闹钟、电脑主板、modem、电磁炉电路板……拆一只压电蜂鸣器换上即可。
电路芯片采用微功耗设计,用电极省。但报警时,会消耗较多电能,应及时处置。如果仪器无法启动,应检查更换电池。换电池后,仍无法工作,更换新提醒器。
(后注:关于输液提醒器用作分析仪器断流提醒器的实验,感兴趣的网友,请阅我的另一篇原创
http://bbs.instrument.com.cn/topic/6524872)