点滴水滴的红外检测

　图1

通过猜想也罢，试验也罢，首先我要假设两点：
1、红外发射管的发射角度足够大，足以照射到对面的所有接收管；

2、接收管接收范围是一个，以接收管大小为直径，沟通接收、发射管之间的管型通道。如图1所示.
如此一来，这个由4接收、4发射管组成的红外传感器的接受范围就是图上有颜色覆盖的地方（除了黑色），当然这只是分出了范围，没有分出强弱，而且，是以我2点假设成立为前提的！

待测点滴从垂直于页面的方向、两排灯之间滴下，由于水滴是有空间体积的，当它从上面滴下来时，便挡住了一部分光线，从而影响一部分红外接收管的阻值。接收管是并联起来的，我们把这些阻值的变化转换成电压变化，经放大、比较，得到有效信号。从而实现了对水滴的测量。

直接影响测量的几个参数：
1、接收管与接收管的距离、发射管与发射管的距离（管分布密度）。
看图可以想象，同类管之间的距离越大，测量密度就越小，水滴影响接收管的个数就越少，当然，有效信号就越弱。

2、接收管和发射管的个数。
本人以为，接收管和发射管的个数可以不一定要相同。在满足测量密度和测量范围的前提下，接收管越少，测量灵敏度越高！原因：由于接收管是并联的，并联的越多，电阻自然越小，同理，点滴对整体电阻的影响也自然少，以至于影响了测量的灵敏度。

3、被测点滴的直径。
点滴的大小由输液管型决定，20d管自然比60d管的点滴要大。可以想象，当点滴从传感器之间经过，点滴越大，挡住的光线自然越多，有效信号也就越强。由此可以知，测量60d管时需要的测量密度要比20d管的要大，也就是说，60d需要同类管之间的距离要小（即需要的管分布密度要大）。

通过以上三个阶段，读者基本就可掌握单片机的应用了。但要设计出丰富的单片机系统，解决复杂的实际问题，还需要了解更多的外设知识及其与单片机的联系(如电动机、各类

间接影响测量的几个地方：
1、点滴开始滴下的管口到传感器检测平面的距离D（如下图）。

图2
距离D越大，输液器可倾斜的角度就越小。原因：测量范围一定、倾斜度一定的情况下，D越大，水滴偏离中心线就越大。所以，在做结构的时候，应尽量缩小D的值。以增加可倾斜度。（呵呵，可惜公司的结构已经不能改了，如果是我参与了设计，也不至于，现在用了4个管，效果还是这么差。）

2、看图1，从上往下方向线上，在保持水滴在垂直滴下的情况下，应尽量使得水滴从传感器横的中心线穿过（也可以根据前后倾斜度的需要上下摆动）。使得水滴处于最安全的测量范围之内，这样，即使输液器有一定的倾斜度，也有一定的余留测量范围。

3、看图1，从左往右看，介于发送和接受管之间的中心线位置上的测量密度并不是最合适的。因为，上面有很多测量空隙（当然，如果管分布密度够大的话，这个空隙是可以消除的，但却减少了测量的范围，因为管的密度大了），可见这个中心位置的测量密度分布是比不上，左右稍偏的位置的(不能太偏)，因为稍偏与中心线的测量密度分布要均匀很多。所以在结构设置的时候，可根据实际，偏移这条线。（再次可惜，结构已经不能改了）

由于结构不能改，若想让点滴从安全系数比较大的地方滴下，而且又适应一定倾斜度的话，我想，只能加大接收管的直径和增加接收管的数量，以拉大测量范围。然后结构又决定用不了大直径的接收管，那只有加大管的数量了。然而，管的数量多了，按前面分析，由于并联电阻的原因，灵敏度就被减小了。
所以管数也不能太多，那只有拉大管与管的距离了。但不幸的是，经过试验，管的距离拉大之后，它的测量密度无法满足60d管型的要求（20d管型是可以的），每到点滴倾斜到空隙的地方的时候，有效信号就会变小，以至于检测不到点滴。

左右为难，思前想后。我决定的解决方案是：
1、调整传感器的位置，让点滴在垂直的时候，刚好从传感器中间偏后的地方穿过，以满足，前面倾斜度要比后面倾斜度大的需求。这个一定要精确，差了分毫造成的差距也很大。

2、逼不得已，我只好改小了比较器的阀值，因为，60d管型的测量信号实在小得叫人害怕。

我想，这样，传感器时不时检测不到点滴的情况，就应该杜绝了（有待大量检测证明）。

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