高可靠医用气泡检测

southcreek1

高可靠医用气泡检测 [复制链接]

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timer的GPIO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4－5uS 之间，可以确认没有气泡。如果发生在6－7uS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：

 

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。

即可实现上述功能链接。

 

演示视频

https://training.eeworld.com.cn/video/20825

lightxixi

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~

焦明雨

你好 请问你用的压电陶瓷 是选的哪个型号？还是直接买的成品？

zzzzHU

楼主，有偿求源代码学习下！