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分析仪器使用的断流提醒器（输液提醒器）解析

sc360xp

2017/08/01

电化学综合讨论

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：

正面是开关按钮，两个指示灯孔：

背面有一个蜂鸣器孔，便于传出报警声响：

按一下开关按钮，开机；再按一下，关机：

检测头采用夹子结构，最大可夹持直径5mm的管子：

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：

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：

这一面是电池、蜂鸣器、检测条（有锡珠的PCB部分）：

电池采用CR1632一次性锂电池，蜂鸣器是压电型：

根据PCB，绘出电路图：

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）

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第1楼2017/08/12

应助达人

介绍的非常详细了，原理和应用方面都得到了很好的诠释

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第2楼2017/08/12

一看就是动手能力强的老司机！赞一个！

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