使用光电传感器设计一个液体点滴速度监控装置的论文资料免费下载

　　一、方案比较与论证

　　本设计为由主站控制16个从站的监控系统，从站为按基本要求制作的点滴速度监控装置，根据题目要求将系统划分为主站与从站两大模块，两大模块之间由现场总线连接，构成有16个从站的主从监控系统。以下对系统重要部分做方案论证。

　　1. 从站单元

　　（1）系统控制方式

　　方案一：根据管径与液体流速的关系，采用改变管径的粗细来控制液体流速以达到控制液滴速度，即通过控制输液软管夹头的松紧来控制点滴速度。从理论上讲，这种控制方式下的系统结构相对简单。但是输液管夹子动作行程较短，广义受控对象的放大倍数太大，动作灵敏度高，控制困难，系统的稳定性不好，执行机构制作比较困难。

　　方案二：根据液位高度与液体流速的关系，采用改变液体液位高度来控制液滴速度，即改变漏斗高度h2来控制点滴速度。制作比较容易，系统稳定性比较好，成功实现的可能性较大。

　　液体点滴速度与液位高度成正比，液体点滴速度检测与控制装置形闭环控制系统，本系统中采用方案二实现对液滴速度的控制。

　　（2）检测传感器

　　方案一：采用微波传感器TX982对水滴进行检测

　　该传感器利用微波多普勒技术，在有效空间内建立电场。当移动物体进入电场后，该传感器能够检测出该移动物体，输出检测信号。但是该传感器检测速度较慢，易受温度、气压、取样位置、人为因素等影响。检测高速液滴时（》120 滴/分），存在漏检情况。根据本课题的精度要求，不宜采用此传感器。

　　方案二：采用神视光电传感器CX-24检测液滴

　　该传感器是近距离扩散反射型红外光电传感器，响应时间可达1ms，可以有效检测液滴。采用神视光电传感器CX-29检测储液瓶液位，该传感器是回归反射型光电传感器，经过光的折射可以检测透明物体。

　　经过实验本设计采用了方案二。

　　执行部件

　　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，容易得到满意的动、静态性能，但其不能进行定位，即使采用变速齿轮箱锁定，定位也不准确。直流电动机碳刷产生火花，对单片机系统产生电气噪声干扰，甚至使系统无法工作。

　　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、正反转及调速，响应快速。它的速度可在相当宽的范围内平滑调节，停止时具有定位转矩。其位移与输入脉冲信号数相对应，步距误差不积累，可以组成结构较为简单而又具有一定精度的开环控制系统，也可在要求更高精度时组成闭环控制系统。并且整个系统简单廉价，如图1所示。可以达到题目要求，故选此方案。