基于PIC12F675设计的超声波气泡监测智能传感器.pdfVIP

器件应用 《电子技术》2004 年第3 期 基于PIC12F675 设计的超声波气泡监测 智能传感器 重庆工商大学计算机信息工程学院（400033 ） 李昔华 摘 要 文章介绍了一种应用于医疗电子设备中安全监控环节的超声波气泡监测传感器的设计方法与 工作原理，并结合新型嵌入式芯片PIC12F675 设计了一款具有模糊识别、灵敏度任意调节和IIC 接口 的智能传感器。 关键词 超声波 智能传感器 换能器 灵敏度 超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的 传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波， 由换能晶片在电压的激励下发生振动而产生的，它具 有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、 能够成为射线而定向传播等特点。随着计算机软、硬 件技术及信号处理技术的飞速发展，超声波在成像无 损检测、测距、超声清洗、无损探伤、医疗等领域获 得了非常广泛的应用。在一些医疗电子设备，例如血 液透析、滤过等自动控制的医电设备中，需要监测循 环管路中是否混入了空气以及气泡的大小等。由于顾 及到患者的生命安全，这种检测必须是非接触性的， 采用超声波技术就能很好的解决这个问题。 1 超声波气泡检测模块 超声波传感器对被测物的检测通常有三种方式， 图2 中，发射端与接收端的超声波换能器芯片封 如图1 所示，超声波传感器既可用着发射，也可用着 装在一个内空为圆柱型的壳体中，为保证接收端接收 接收。考虑到医疗设备中血液流通管路的形状结构一 效率更高，它的发射面与接收面中心应尽量保持在一 般为圆柱型，选用图 1 中的透过方式，气泡监测传感 个水平面上。此外，还要尽可能减小传感器靠近管壁 器的构造如图2 所示。 ±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±± 参 考 文 献 （1 ）在主机端开发驱动程序采用的是 DriverWorks，它以面向对象的思想完全包装了 DDK 1 严仪健，孟桥，王均等．USB 设备的接口设计及其即插 的所有的库函数。通过 DriverWorks 提供的类，实现 即用功能的实现．计算机应用，2001，27 （7） 了对USB 总线的封装，虽然给开发带来了很多便利之 2 陶峻，潘亚涛，陈键．基于DSP 的USB 传输系统的实现．电 处，但由于对底层进行了封装，所以开发的驱动程序 子技术，2002，3 没有直接用 DDK 开发的驱动程序执行的效率高。这 3 Michael J.Young 著．邱仲潘等译．Visual C++从入门到精 个问题会随着采用DDK 作为开发工具而得到解决。 通．北京：电子工业出版社，1999 （2 ）设备端需要对固件进行进一步的优化，使驱 4 Richard C.Leinecker ，Tom Archer 著．张艳等译．Visual C++ 动程序、固件、硬件构成的系统更加合理，进行最大 宝典．北京：电子工业出版社，1999 速率的传输。 54 中国传感器 《电子技术》2004 年第3 期 器件应用 的壳体与管路管壁间的空气隙。超声波从发射面发出 +24V 发射/接收端换能器