專利名稱：液滴的光敏計量方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液滴的計量方法及裝置，特別是一種液滴的光敏計量方法及裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的液滴的計量基本有二種。一種光電計數(shù)式計量，雖然簡單，但由于它只計量液滴數(shù)目而不計量液滴體積，因此精度和穩(wěn)定性都較差；二是液滴的電容式計量(專利申請?zhí)?00410016262.3)，它采用電容檢測液滴體積，檢測會受到液滴介電系數(shù)的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種光敏液滴計量方法及裝置，其采用節(jié)流方式使液體轉(zhuǎn)換為垂直下落液滴，利用液滴改變光敏傳感器光敏接受器的信號大小和液滴間隙下落的特點，用光敏傳感器檢測有液滴和無液滴兩種情況下光敏接受器信號相對變化值，實現(xiàn)對每個液滴體積的精確計量。
為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種液滴的光敏計量方法及裝置，采用液罐的液體經(jīng)節(jié)流管后形成下落液滴(3)，其特征在于繼而使液滴垂直下落依次經(jīng)過一個位置傳感器和一個由傳感器光源和光電變換器組成的光敏傳感器，由位置傳感器測定開始檢測液滴的時間，由光敏傳感器測定液滴落程中的光敏變化值，經(jīng)一個轉(zhuǎn)換器得到其轉(zhuǎn)換值，用一個信號處理單元分別對從開始檢測液滴至液滴經(jīng)過了光敏傳感器的時間段和液滴離開光敏傳感器后的一時間段的兩個時間段的轉(zhuǎn)換器輸出值進行積分，并計算兩個積分值的相對變化值，從而得出當前液滴的體積。
上述方法對每個液滴的檢測工作步驟如下a.液滴垂直下落經(jīng)過光敏傳感器內(nèi)的極板區(qū)域，使光敏傳感器的光電變換器的信號值C發(fā)生變化，轉(zhuǎn)換器將信號值C轉(zhuǎn)換為信號處理單元可接受的信號B；b.位置傳感器安裝在光敏傳感器上面作為檢測液滴進入光敏傳感器的時間起點，位置傳感器在T0檢測到有液滴時輸出信號A告知信號處理單元開始對一個液滴進行計量，信號處理單元開始對轉(zhuǎn)換器的輸出值B進行積分計算，在液滴離開光敏傳感器后的時間T1得到的積分計算值X0按下式計算X0=∫T0T1Bdt]]>式中取T1≥2·L1/g-2·L0/g,]]>其中L0是節(jié)流管出口到位置傳感器的距離，L1是節(jié)流管出口到超聲傳感器出口的距離，g為重力加速度系數(shù)；c.信號處理單元又從T1開始對轉(zhuǎn)換器的輸出值進行積分計算，到T1后的一個時間T2得到積分計算值X1X1=∫T1T2Bdt]]>式中T2的取值只要保證X1積分計算精度與X0積分計算精度基本相同；計算X0和X1的相對變化值xx=a·X1-X0a·X1,]]>其中a=T2-T1T1-T0;]]>液滴相對變化值x與液滴體積Q直接對應(yīng)Q=Σn=03cnxn]]>系數(shù)C0，C1，C2，C3通過實驗得出。
一種用于上述方法的液滴的光敏計量裝置，包括一個液罐下部連接一個節(jié)流管，其特征在于對準所述的節(jié)流管的下方，依次設(shè)置一個位置傳感器和一個由傳感器光源和光電變換器組成的光敏傳感器，所述的位置傳感器的輸出直接連接一個信號處理單元，所述的光敏傳感器的輸出經(jīng)一個轉(zhuǎn)換器亦連接所述的信號處理單元。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下突出的實質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點由于本發(fā)明用光敏傳感器的方法對液滴進行體積計量，因此信號大、精度高。


附圖是本發(fā)明的一個實施例的結(jié)構(gòu)原理框圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例如下述本實施例的雨量計量裝置，包括一個液罐1下端連接一個節(jié)流管2后形成下落液滴3，其特征在于在對準節(jié)流管2的垂直下方，依次安置一個位置傳感器4和一個由傳感器光源5.1和光電變換器5.2組成的光敏傳感器5，位置傳感器4的輸出口直接連接一個信號處理單元7的輸入口，而光敏傳感器5的輸出口經(jīng)一個轉(zhuǎn)換器6連接信號處理單元。
本發(fā)明對每個液滴3的檢測工作步驟如下a.液滴3垂直下落經(jīng)過光敏傳感器5內(nèi)的極板區(qū)域，使光敏傳感器5的光電變換端5.2信號值C發(fā)生變化，轉(zhuǎn)換器6將將信號值C轉(zhuǎn)換為信號處理單元7可接受的信號B；b.采用光電形式的位置傳感器4安裝在光敏傳感器5上面作為檢測液滴3進入光敏傳感器5的時間起點，位置傳感器4在T0檢測到有液滴3時輸出信號A告知信號處理單元7開始對一個液滴3進行計量，信號處理單元7開始對轉(zhuǎn)換器6的輸出值B進行積分計算，在液滴3離開光敏傳感器5后的時間T1得到積分計算值X0X0=∫T0T1Bdt]]>式中取T1≥2·L1/g-2·L0/g,]]>其中L0是節(jié)流管2出口到位置傳感器4的距離，L1是節(jié)流管2出口到超聲傳感器5出口的距離，g為重力加速度系數(shù)；c.信號處理單元7又從T1開始對轉(zhuǎn)換器6的輸出值進行積分計算，到T1后的一個時間T2得到積分計算值X1X1=∫T1T2Bdt]]>式中T2的取值只要保證X1積分計算精度與X0積分計算精度基本相同；計算X0和X1的相對變化值xx=a·X1-X0a·X1,]]>其中a=T2-T1T1-T0;]]>液滴相對變化值x與液滴體積Q直接對應(yīng)Q=Σn=03cnxn]]>系數(shù)C0，C1，C2，C3通過實驗得出。
權(quán)利要求
1.一種液滴的光敏計量方法及裝置，采用液罐(1)的液體經(jīng)節(jié)流管(2)后形成下落液滴(3)，其特征在于繼而使液滴(3)垂直下落依次經(jīng)過一個位置傳感器(4)和一個由傳感器光源(5.1)和光電變換器(5.2)組成的光敏傳感器(5)，由位置傳感器(4)測定開始檢測液滴(3)的時間，由光敏傳感器(5)測定液滴(3)落程中的光敏變化值，經(jīng)一個轉(zhuǎn)換器(6)得到其轉(zhuǎn)換值，用一個信號處理單元(7)分別對從開始檢測液滴(3)至液滴(3)經(jīng)過了光敏傳感器(5)的時間段和液滴(3)離開光敏傳感器(5)后的一時間段的兩個時間段的轉(zhuǎn)換器(6)輸出值進行積分，并計算兩個積分值的相對變化值，從而得出當前液滴(3)的體積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液滴的光敏計量方法及裝置，其特征在于對液滴(3)的檢測工作步驟如下a.液滴(3)垂直下落經(jīng)過光敏傳感器(5)內(nèi)的極板區(qū)域，使光敏傳感器(5)的光電變換器(5.2)的信號值C發(fā)生變化，轉(zhuǎn)換器(6)將信號值C轉(zhuǎn)換為信號處理單元(7)可接受的信號B；b.位置傳感器(4)安裝在光敏傳感器(5)上面作為檢測液滴(3)進入光敏傳感器(5)的時間起點，位置傳感器(4)在T0檢測到有液滴(3)時輸出信號A告知信號處理單元(7)開始對一個液滴(3)進行計量，信號處理單元(7)開始對轉(zhuǎn)換器(6)的輸出值B進行積分計算，在液滴(3)離開光敏傳感器(5)后的時間T1得到的積分計算值X0按下式計算X0=∫T0T1Bdt]]>式中取T1≥2·L1/g-2·L0/g,]]>其中L0是節(jié)流管(2)出口到位置傳感器(4)的距離，L1是節(jié)流管(2)出口到超聲傳感器(5)出口的距離，g為重力加速度系數(shù)；c.信號處理單元(7)又從T1開始對轉(zhuǎn)換器(6)的輸出值進行積分計算，到T1后的一個時間T2得到積分計算值X1X1=∫T1T2Bdt]]>式中T2的取值只要保證X1積分計算精度與X0積分計算精度基本相同；計算X0和X1的相對變化值xx=a·X1-X0a·X1,]]>其中a=T2-T1T1-T0;]]>液滴相對變化值x與液滴體積Q直接對應(yīng)Q=Σn=03cnxn]]>系數(shù)C0，C1，C2，C3通過實驗得出。
3.一種用于權(quán)利要求1所述液滴的光敏計量方法的裝置，包括一個液罐(1)下部連接一個節(jié)流管(2)，其特征在于對準所述的節(jié)流管(2)的下方，依次設(shè)置一個位置傳感器(4)和一個由傳感器光源(5.1)和光電變換器(5.2)組成的光敏傳感器(5)，所述的位置傳感器(4)的輸出直接連接一個信號處理單元(7)，所述的光敏傳感器(5)的輸出經(jīng)一個轉(zhuǎn)換器(6)亦連接所述的信號處理單元(7)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液滴的光敏計量方法及裝置。本發(fā)明采用液罐的液體經(jīng)節(jié)流管后形成下落液滴，繼而使液滴垂直下落依次經(jīng)過一個位置傳感器和一個由傳感器光源和光電變換器組成的光敏傳感器，由位置傳感器測定開始檢測液滴的時間，由光敏傳感器測定液滴落程中的光敏變化值，經(jīng)一個轉(zhuǎn)換器得到其轉(zhuǎn)換值，用一個信號處理單元分別對從開始檢測液滴至液滴經(jīng)過了光敏傳感器的時間段和液滴離開光敏傳感器后的一時間段的兩個時間段的轉(zhuǎn)換器輸出值進行積分，并計算兩個積分值的相對變化值，從而得出當前液滴的體積。由于本發(fā)明用光敏傳感器對液滴進行體積計量，因此與液滴的電化學(xué)特性無關(guān)，并信號大、精度高。
文檔編號G01F22/00GK1719206SQ20051002847
公開日2006年1月11日 申請日期2005年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月4日
發(fā)明者李斌, 李霞, 張勇 申請人:上海大學(xué)