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[GD32E231 作品提交] 高可靠医用气泡检测

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一粒金砂(初级)

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发表于 4 天前 | 显示全部楼层 |阅读模式

管路气泡检测最常用的方式是使用超声方式。控制一侧的压电陶瓷振子发出高频超声振荡,振荡穿过待测的管路及其中的液体。超声波在固体/液体中的传播速度大致相同,但在空气中的传播速度会慢大约3倍。对于频率较高的超声波。在空气中会严重衰减,以至于接收不到信号。



检测可以集成到实际系统中。使用的硬件资源如下: timer 如果需要简化,也可以直接使用连接到timerGPIO口。使用ADC实际应用中,可以用DMA方式传输,也可以使用查询方式。验示系统中使用GPIO合并使用查询方式ADC。具体流程如下:



GPIO产生脉冲,宽度调整为1uS。驱动门电路,加载到发射一端的压电陶瓷振子。脉冲发送完毕后,ADC开始查询采集。使用最快的速度,采集大约10uS。使用最快的速度采集大约25个数据。随后分析这个数据,查找脉冲发生的时间,如果在45uS 之间,可以确认没有气泡。如果发生在67uS视为管路中存在气泡,点亮灯指示。



声波在固体/液体中传播速度约为1000米/秒。在气体中传播约为340米/秒。对于一个直径约为1mm的气泡,需要传输时间为3us。比在液体中要慢大约或2us。采集到的数据,只分析无气泡时的信号位置的数据,对这些数据做平均,消除杂波。如果大于一个门限值,说明无气泡。如果小于门限值,说明有气泡,并使用灯的亮灭指示出来。



 



软件:



ADC设置



除了常规通道,采样率设置以外,需要将dma模式打开。



adc_dma_mode_enable();



定义一个数组用于ADC DMA采集



#define BUFWIDTH 40  // 采集数据总量



uint16_t adc_value[BUFWIDTH];    //采集数据缓存地址



DMA设置:



    dma_data_parameter.periph_addr  = (uint32_t)(&ADC_RDATA);    // 设定外围地址



    dma_data_parameter.periph_inc   = DMA_PERIPH_INCREASE_DISABLE;  //设定外置地址不增加,即固定于ADC转换结果地址



    dma_data_parameter.memory_addr  = (uint32_t)(&adc_value[0]);  // DMA 目的地址指向存储器



dma_data_parameter.memory_inc   = DMA_MEMORY_INCREASE;  // 目的地址增加



...



    dma_data_parameter.direction    = DMA_PERIPHERAL_TO_MEMORY;  // 方向是外围到存储器



    dma_data_parameter.number       = BUFWIDTH;   //数据总量为设定的存储总量



....



dma_circulation_disable(DMA_CH0);  // 禁止环形转换,转换完number个后停止



...



 



 



检测程序中



gpio_bit_set(GPIOA,GPIO_PIN_7);    // 产生驱动脉冲



For(i = 0;i<10;i++);                 // 等待小于1us



gpio_bit_reset(GPIOA,GPIO_PIN_7);  



adc_enable(); // 开启ADC



 



启动ADC后,通信号通道重复采集,DMA存放于存储器中。对存储器中的数据分析。可以识别出管路中是否有气泡。



uint32_t AdcGetValue(void){



  uint32_t temp,i;



  temp = 0;



  for(i = 8;i< 14;i++){



    temp = temp+ ADC_ConvertedValue.Values;



  }



  temp /= (14 - 8);



  return temp;



}



做平均的数据位置,即可以找到合适的脉冲位置。



 



测试结果:




       
               
                       
                       
               
               
                       
                       
               
       

                       

GD32示波器波形.png


                       

                       

GD32采集到的波形.png


                       

                       

示波器看到的波形


                       

                       

采集到的波形


                       


 



  从实际采集到的波形分析,实际结果与理论分析一致。只需要分析固定时间的信号是否存在,就能判断出管路中是否存在气泡。(注:上述波形并不是同一次采集的结果)



 



 



实验用电路板,使用开发板上的5V供电,供一个模拟入端口,和另外一个GPIO端口。



GD32气泡板.png



即可实现上述功能。


此帖出自GD32 MCU论坛


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管理员

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发表于 4 天前 | 显示全部楼层

楼主,后期还会更新吗?源码会全部放出来吗?视频演示和作品的word文档别忘提交呦~

在路上……

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