CDC為診斷系統(tǒng)提供簡(jiǎn)單而穩(wěn)定的電平檢測(cè)
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方法
圖8所示的流程圖列出了接近液體時(shí)采用的技術(shù)。
圖8. 簡(jiǎn)化控制流程圖
當(dāng)探針足夠接近表面時(shí)，探針?biāo)俣却蠓陆?，以便最終接近液體表面。 為使效率最大化，該點(diǎn)應(yīng)盡量靠近表面，但在穿透液體表面之前接近速度必須下降，以確保探針停止移動(dòng)之前對(duì)穿刺距離具有良好的控制。
與液體表面的接觸可利用電容值并通過(guò)該點(diǎn)的斷續(xù)程度加以確定（如本文所述），也可通過(guò)電容曲線斜率確定。 求均值可降低噪聲，但不執(zhí)行該操作也能可靠地檢測(cè)出較大的偏移。 歸一化電容數(shù)據(jù)可改善穩(wěn)定性，但其影響不如接近階段那么大。
隨后，便可將探針驅(qū)至表面以下的預(yù)定距離。 具有精密電機(jī)控制能力時(shí)，這很容易做到。 若無(wú)精密電機(jī)控制，可估算速度，且探針可移動(dòng)一段固定的時(shí)間。
穿透液體之后，會(huì)得到電容讀數(shù)的兩個(gè)特性數(shù)據(jù)。 首先，隨著探針在液體中移動(dòng)，測(cè)量值的變化相對(duì)較小。 雖然我們期望恒定變化速率有助于確定穿透深度，但并未觀察到這樣的現(xiàn)象。 其次，不同液位下的測(cè)量值變化極小，如圖9所示。穿透灌滿的試管與穿透幾乎為空的試管之后，測(cè)得的電容值基本相同。
圖9. 電容與液位的關(guān)系
穿透液體表面之后，探針需要多少時(shí)間才能停止取決于包括電機(jī)控制系統(tǒng)本身在內(nèi)的幾個(gè)因素，但一條經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究的接近曲線可保證嚴(yán)格控制探針，并使探針?biāo)俣茸畲蠡?實(shí)驗(yàn)室中，探針以最大速度在兩個(gè)電容讀數(shù)之間移動(dòng)約0.45 mm，可在穿透表面0.25 mm距離之內(nèi)停止。 若采樣速率更高且探針在兩個(gè)樣本之間移動(dòng)大約0.085 mm，則它可在距離液體表面0.05 mm距離之內(nèi)停止。 無(wú)論何種情況，探針均以最大速度工作，直到距離液體表面大約1 mm至3 mm處，從而提供最高效率和吞吐速率。
結(jié)論
這種打破傳統(tǒng)使用集成式電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器的方法提供了一種簡(jiǎn)單而穩(wěn)定的電平檢測(cè)解決方案。 接近曲線同時(shí)利用電容和斜率測(cè)量控制探針的運(yùn)動(dòng)。備用部署方案具有更高的穩(wěn)定性，或者提供更多信息。本解決方案可在穿透表面后快速可靠地使探針停止移動(dòng)，同時(shí)盡可能以最高探針?biāo)俣纫苿?dòng)至最終位置。 本文僅淺顯地描述了CDC技術(shù)用于電平檢測(cè)的情況。 經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師可以本文的思路作為出發(fā)點(diǎn)，針對(duì)特定應(yīng)用環(huán)境對(duì)本解決方案加以改進(jìn)。(end)
評(píng)論