[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

说明书

本发明涉及一种计算频率方式的电容感应型液体检测的方法及装置，属于医疗器械的输液控制类设备技术领域，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，本发明的有益效果在于，1、抗干扰性能更强，不受各种光线干扰；2、不依靠光线检测，因此不受输液管管体颜色的限制，对于不同的输液管兼容性强3、气泡对感应电容影响很小，可以有效过虑输液管内的气泡影响；4、电路简单高效，硬件成本低，故障率低；5、拥有极低的消耗功率，适合于使用电池供电的设备。6、使得输液控制器更小型化，具有更好的抗外界干扰能力，更强的管材兼容性能，便携和长续航能力。

技术领域

本发明涉及一种计算频率方式的电容感应型液体检测的方法及装置，属于医疗器械的输液控制类设备技术领域。

背景技术

输液控制类设备都是通过检测输液管内液体从有到无来判断输液完成，从而执行关断和报警操作，现有技术的液体检测传感器主要有红外式和电容式触控IC芯片两种类型，如红外式：CN106345001A，一种输液管液体检测系统及其检测方法；如触控IC芯片式：CN107569739A，用于输液管液体检测的电容式感应器的检测方法及装置，通过一颗触控芯片来检测电容值；它们在管材兼容性、抗干扰性、体积、成本和功耗上都存在缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，为了使得输液控制器做到更小型化、更好的抗外界干扰能力，以及更强的管材兼容性能、便携和长续航能力，从而提供一种计算频率方式的电容感应型液体检测的方法及装置。

本发明的技术原理在于，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。

本发明包括以下步骤，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。

本发明的技术方案在于，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设置在LOAD端口和VDD端口处用于电源滤波；