[发明专利]计算频率方式的电容感应型液体检测的方法及装置

权利要求书

1.计算频率方式的电容感应型液体检测的方法，其特征在于：

通过感应被测输液管或滴壶内液体的电容值来判断被检测位置是否有液体；单片机内部的定时器设定一个定时时间，通过在定时时间段内监测得到的充放电周期总数，计算出当前的充放电频率，由于输液管中有液体和无液体时感应到的电容值不同，所以得到的充放电频率值也不同，因此准确地识别出有或无液体的两种状态，并输出状态信号。

2.根据权利要求1所述的计算频率方式的电容感应型液体检测的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、数据采集，单片机内部定时器设定一个定时时间T作为一个检测周期，n个检测周期构成一个扫描周期；

首先定义一个常量N作为噪声系数，在一个扫描周期内依次将每个检测周期所得的检测值X与第一个检测周期所得的检测值X₁做比对，如果一直到比对完最后一个检测值X_n，比对结果的正负差值都小于N则视为数据合格，并作为一组有效数据依次存入缓存器，如果比对结果的正负差值有大于N的值出现则视为数据不合格直接丢弃，并立即结束本次扫描，程序马上进入下一个扫描周期；

步骤二、检测，扫描完的这组有效数据（这组有效数据即为：一个扫描周期的有效数据）求平均值就可以得到一个准确的检测值X’，将这个检测值X’除以定时器设定的定时时间T即可得到频率值f；设在有液状态下的频率值为f_a,无液状态下的频率值为f_b，在调试模式下通过串口J2分别输出这两个频率值，并将二者求平均值即可得到一个用于状态判断的预设值D：D =(f_a+f_b)/2；

步骤三、比较，再定义一常量S作为灵敏度系数，此时将这个检测值X’与预设值D比较，当检测值X’大于D+S则判断为无液状态，当检测值X’小于D-S则判断为有液状态，当检测值X’大于D-S小于D+S时保持原状态不变。

3.根据权利要求1至2所述的计算频率方式的电容感应型液体检测的方法，其特征是还包括以下装置：

包括直接焊接在PCB电路板上的电极片，

电极片用于检测的接触面采用过渡配合的形式包覆在输液管外壁；

PCB电路板结构包括单片机U1，单片机U1的LOAD端口P0.3经电阻R3上拉后，再通过组合电阻R1、R2输出高电平或低电平，对电极片J1上的感应电容进行充电或放电操作， C1、C2分别设置在LOAD端口和VDD端口处用于电源滤波；

单片机U1的IN端口P1.4检测电极片J1的电压值；根据电压值来切换LOAD端口的输出电平，同时监测并记录每一个充放电周期；

串口J2用于观察在有液体和无液体时不同的充放电频率值，在程序中作为判断状态的参考依据，同时J2还可以用来输出调试用的信息；

接线端口J3：引脚1为电源的输入引脚；2为状态信号输出；引脚3为接地脚。