CN115931985A - 一种基于电容的雾化量测量装置、雾化器及雾化控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及雾化控制领域,特别是一种基于电容的雾化量测量装置、雾化器及雾化控制方法。本发明通过在雾化药仓的结构上排列若干液体探测点组,每个液体探测点组在有液体或没有液体时会有不同的电容量呈现出来,根据每个液体探测点组位置电容的不同可以推算出每个液体探测点组电容随频率的变化量,主控制器定时切换每个液体探测点组到电容频率转换电路进行信号的输出,主控制器不断的采集每个液体探测点组频率变化来计算雾化器工作时间内雾化量的大小,从而获取准确的雾化量数值,以便于雾化器进行调整。
Description
技术领域
本发明涉及雾化控制领域,特别是一种基于电容的雾化量测量装置、雾化器及雾化控制方法。
背景技术
现阶段中医眼科类治疗仪采用压电陶瓷微网雾化将提纯后的中医药物分解成微小的雾粒来提高药物通过角膜与粘膜吸收效率,加速促进眼部新陈代谢,有效改善眼部组织缺氧状态和血液循环。目前常用的微网雾化片是通过压电陶瓷上施加高频电压信号引起压电陶瓷高频振动,带动金属片振动,液体在高频振动作用下通过金属片中心的上千个微孔产生um级的颗粒产生雾化。
但由于驱动电路、雾化片设计制造工艺原因导致雾化片在相同驱动频率下会产生不同等量的雾化量。
如果雾化量的大小不稳定将导致眼角膜吸收不均匀,所以需要控制微网雾化片的均匀给药量来达到治疗眼部疾病最佳效果。因此,本发明提供一种基于电容的雾化量测量装置、雾化器及雾化控制方法,以克服以上问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的在相同驱动频率下雾化器雾化量会波动的问题,提供一种基于电容的雾化量测量装置、雾化器及雾化控制方法。
为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:
一种基于电容的雾化量测量装置,包括电容组液体测量装置、电容频率转换电路、主控制器以及雾化药仓;
所述电容组液体测量装置用于采集所述雾化药仓的电容量,并将所述电容量发送到所述电容频率转换电路;所述电容组液体测量装置包括若干并联的液体探测组,若干所述液体探测组均匀设置在所述雾化药仓的量程刻度上;
所述电容频率转换电路用于将所述电容量转化为对应的方波信号,并送入到所述主控制器中;
所述主控制器用于根据所述方波信号计算得到所述雾化药仓内的液体体积及雾化量。本发明通过在雾化药仓的结构上排列若干液体探测点组,每个液体探测点组在有液体或没有液体时会有不同的电容量呈现出来,根据每个液体探测点组位置电容的不同可以推算出每个液体探测点组电容随频率的变化量,主控制器定时切换每个液体探测点组到电容频率转换电路进行信号的输出,主控制器不断的采集每个液体探测点组频率变化来计算雾化器工作时间内雾化量的大小,从而获取准确的雾化量数值,以便于雾化器进行调整。
作为本发明的优选方案,所述液体探测组包括电子转换开关以及两个探针;所述电子转换开关的两端分别与两个所述探针电连接;两个所述探针的间距为预设值,且连线平行于水平面。
作为本发明的优选方案,所述电容频率转换电路包括定时器芯片、电容匹配电阻、电阻RB以及电阻RC;
所述电容匹配电阻的第一端接+5V电源;所述定时器芯片的DISCH接口分别与所述电容匹配电阻的第二端以及所述电阻RB的第一端电连接;所述电阻RB的第二端分别与所述电容组液体测量装置、所述定时器芯片的THRES接口以及TRIG接口电连接;所述定时器芯片的OUT接口依次与所述电阻RC以及所述主控制器电连接;
其中,所述电容匹配电阻的阻值根据所述主控制器的信号控制,其阻值与所述电容组液体测量装置的电容呈正相关。
作为本发明的优选方案,所述电容频率转换电路输出所述方波信号的参数表达式如下:
高电平周期tH:tH=(RA+RB)C·ln2≈0.693(RA+RB)C;
低电平周期tL:tL=(RB)C·ln2≈0.693(RB)C;
方波周期T:T=tH+tL=ln2(RA+2RB)C≈0.693(RA+2RB)C;
方波频率f:f≈1.44/(RA+2RB)C;
波形占空比DT:DT=tH/(tH+tL)=1-(RB/(RA+2RB));
其中,RA、RB分别为所述电容匹配电阻以及所述电阻RB的阻值;C为所述电容组液体测量装置的电容。
作为本发明的优选方案,所述主控制器为Cortex-M3内核单片机。
一种雾化器,包括雾化驱动电路以及以上任一所述的一种基于电容的雾化量测量装置;
所述雾化驱动电路分别与所述主控制器以及所述雾化药仓电连接;所述雾化驱动电路用于接收所述主控制器送出的PWM信号,并根据所述PWM信号调整雾化效率。本发明通过基于电容的雾化量测量装置来监控药液实时变化,根据其变化结果通过所述雾化驱动电路来调整雾化片驱动功率大小,从而保证了雾化量一致性。
作为本发明的优选方案,所述雾化驱动电路包括依次电连接的数模转换单元、电压驱动单元、双电流源和电源管理单元;
所述数模转换单元的输入为PWM信号,所述电源管理单元的输出端与雾化片电连接;
其中,所述电压驱动单元包括芯片U1,所述芯片U1为LM321芯片;
具体的,所述芯片U1的+IN端口与所述数模转换单元电连接;
所述芯片U1的V-端口接地;
所述芯片U1的-IN端口与OUT端口电连接;
所述芯片U1的V+端口分别与外部电源以及第一滤波电路电连接;所述第一滤波电路包括接地电容C3;
所述芯片U1的OUT端口依次与电阻R3以及所述双电流源电连接。
一种雾化控制方法,所述方法基于以上任一所述的一种雾化器,包括以下步骤:
S1:初始化所述雾化器;
S2:采集所述雾化药仓内的电容量,并生成对应频率的方波信号;
S3:根据所述方波信号获取所述雾化器的实时雾化量,并通过所述雾化驱动电路调整所述雾化器的雾化量维持在预设值。
本发明通过雾化量测量装置获取雾化器的实时雾化量,再通过位置式PID算法不断控制雾化驱动电路的输出比例达到恒定雾化量的目的。使得雾化片的工作更加稳定,减小了雾化片工作噪声,也使雾化片喷出的雾更加柔和、粒径更小,利于人眼吸收。
作为本发明的优选方案,所述实时雾化量=相领所述液体探测组的量程差/对应雾化时间。
作为本发明的优选方案,所述S3中,所述主控制器通过调整输入到所述雾化驱动电路的PWM波占空比,调整所述雾化器的雾化功率。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
1.本发明通过在雾化药仓的结构上排列若干液体探测点组,每个液体探测点组在有液体或没有液体时会有不同的电容量呈现出来,根据每个液体探测点组位置电容的不同可以推算出每个液体探测点组电容随频率的变化量,主控制器定时切换每个液体探测点组到电容频率转换电路进行信号的输出,主控制器不断的采集每个液体探测点组频率变化来计算雾化器工作时间内雾化量的大小,从而获取准确的雾化量数值,以便于雾化器进行调整。
2.本发明通过基于电容的雾化量测量装置来监控药液实时变化,根据其变化结果通过所述雾化驱动电路来调整雾化片驱动功率大小,从而保证了雾化量一致性。
3.本发明通过雾化量测量装置获取雾化器的实时雾化量,再通过位置式PID算法不断控制雾化驱动电路的输出比例达到恒定雾化量的目的。使得雾化片的工作更加稳定,减小了雾化片工作噪声,也使雾化片喷出的雾更加柔和、粒径更小,利于人眼吸收。
附图说明
图1为本发明实施例1所述的一种基于电容的雾化量测量装置的结构示意图;
图2为本发明实施例2所述的一种基于电容的雾化量测量装置中电容频率转换电路的电气原理图;
图3为本发明实施例2所述的一种基于电容的雾化量测量装置中定时器芯片原理示意图;
图4为本发明实施例3所述的一种雾化器的结构示意图;
图5为本发明实施例3所述的一种雾化器中雾化驱动电路的电气示意图;
图6为本发明实施例4所述的一种雾化器中电容组液体测量装置与雾化药仓的位置关系示意图;
图7为本发明实施例4所述的一种雾化器中电容频率转换电路的电气示意图;
图8为本发明实施例4所述的一种雾化器中电容频率转换电路的充放电波形示意图;
图9为本发明实施例5所述的一种雾化控制方法的流程示意图;
图10为本发明实施例6所述的一种雾化控制方法应用于FreeRTOS操作***时的流程示意图;
图11为本发明实施例6所述的一种雾化控制方法中位置式PID算法的原理示意图;
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
如图1所示,一种基于电容的雾化量测量装置,包括电容组液体测量装置、电容频率转换电路、主控制器以及雾化药仓。
所述电容组液体测量装置用于采集所述雾化药仓的电容量,并将所述电容量发送到所述电容频率转换电路;所述电容组液体测量装置包括若干并联的液体探测组,若干所述液体探测组均匀设置在所述雾化药仓的量程刻度上。
所述液体探测组包括电子转换开关以及两个探针;所述电子转换开关的两端分别与两个所述探针电连接;两个所述探针的间距为预设值,且连线平行于水平面。
所述电容频率转换电路用于将所述电容量转化为对应的方波信号,并送入到所述主控制器中。
所述主控制器用于根据所述方波信号计算得到所述雾化药仓内的液体体积及雾化量。本实施例中所述主控制器采用Cortex-M3内核单片机。
实施例2
如图2所示,本实施例与实施例1的区别在于,所述电容频率转换电路包括定时器芯片、电容匹配电阻、电阻RB以及电阻RC。
其中,如图3所示,所述定时器芯片(图中为U1)内含两个电压比较器CA、CB,一个基本RS触发器,一个开关放电管Q1,比较器的参考电压由三只5.1K电阻构成分压器提供。它们分别使高电平比较器CA的同相输入端和低电平比较器CB的反相输入端的参考电平为2/3VCC和1/3VCC电源。比较器CA与CB的输出端控制RS触发器状态和放电管Q1开关状态。当输入信号6脚即高电平触发输入并超过参考电平2/3VCC时,触发器复位,输出3脚为低电平,同时Q1管导通;当输入信号2脚电平低于1/3VCC时,触发器置位,3脚输出高电平,同时Q1管截止。所以本实施例利用定时器以上特性,在定时器芯片6脚和2脚同时接入需要测量的电容C(即电容组液体测量装置等效电容),7脚和6脚接入放电电阻RB、电源与芯片7脚之间接入另一部分充电电阻RA。
具体的,所述电容匹配电阻的第一端接+5V电源;所述定时器芯片的DISCH接口分别与所述电容匹配电阻的第二端以及所述电阻RB的第一端电连接;所述电阻RB的第二端分别与所述电容组液体测量装置、所述定时器芯片的THRES接口以及TRIG接口电连接;所述定时器芯片的OUT接口依次与所述电阻RC以及所述主控制器电连接。
所述电容匹配电阻的阻值根据所述主控制器的信号控制,其阻值与所述电容组液体测量装置的电容呈正相关。
所述电容频率转换电路输出所述方波信号的参数表达式如下:
高电平周期tH:tH=(RA+RB)C·ln2≈0.693(RA+RB)C;
低电平周期tL:tL=(RB)C·ln2≈0.693(RB)C;
方波周期T:T=tH+tL=ln2(RA+2RB)C≈0.693(RA+2RB)C;
方波频率f:f≈1.44/(RA+2RB)C;
波形占空比DT:DT=tH/(tH+tL)=1-(RB/(RA+2RB));
其中,RA、RB分别为所述电容匹配电阻以及所述电阻RB的阻值;C为所述电容组液体测量装置的电容。
实施例3
如图4所示,一种雾化器,包括雾化驱动电路以及实施例1或实施例2任一所述的一种基于电容的雾化量测量装置。
所述雾化驱动电路分别与所述主控制器以及所述雾化药仓电连接;所述雾化驱动电路用于接收所述主控制器送出的PWM信号,并根据所述PWM信号调整雾化效率。
如图5所示,所述雾化驱动电路包括依次电连接的数模转换单元、电压驱动单元、双电流源和电源管理单元;
所述数模转换单元对输入的PWM信号进行两级RC低通滤波模拟数模转换电路,从而保留直流分量,减小PWM纹波值。
具体的,所述数模转换单元包括电阻R1和电阻R2、电容C1和电容C2;所述电阻R1的第一端与输入端口电连接,第二端与所述电容C1电连接后接地;所述电阻R2的第一端与所述电阻R1的第二端电连接,第二端分别与所述电压驱动单元以及所述电容C2的第一端电连接;所述电容C2的第二端接地。
两级RC低通滤波后的PWM信号通过芯片U1提高驱动能力,构成电压驱动器,为双电流源提供电压。具体的,所述电压驱动单元包括芯片U1,所述芯片U1为LM321芯片;其中,所述芯片U1的+IN端口与所述数模转换单元电连接。所述芯片U1的V-端口接地。所述芯片U1的-IN端口与OUT端口电连接。所述芯片U1的V+端口分别与外部电源以及第一滤波电路电连接;所述第一滤波电路包括接地电容C3;所述芯片U1的所述V+端口电连接的外部电源为5.0V。所述芯片U1的OUT端口依次与电阻R3以及所述双电流源电连接。
所述双电流源为BCV61晶体管。
具体的,所述电源管理单元包括芯片U3、电感L1、电阻R4、电阻R5、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7以及电容C8。所述芯片U3为TMI3252电源管理芯片。所述芯片U3的GND端口接地;所述芯片U3的LX端口与所述电容C6的第二端电连接;所述芯片U3的IN端口分别与外部电源、所述电容C4、所述电容C5以及所述电阻R4的第一端电连接;所述芯片U3的BS端口依次与所述电容C6、所述电感L1以及雾化片电连接;所述芯片U3的EN端口与所述电阻R4的第二端电连接;所述芯片U3的FB端口分别与所述双电流源的输出端以及所述电阻R5的第二端电连接;所述电容C4以及所述电容C5的第二端接地;所述电阻R5的第一端与所述电感L1第二端电连接;所述电容C7并联在所述电阻R5的两端;所述电容C8的两端分别与所述电感L1的第二端以及地线连接。
所述芯片U1的所述IN端口电连接的外部电源为7.4V。
所述雾化驱动电路的工作原理如下:
1、对主控制器输出的PWM信号进行两级RC低通滤波模拟数模转换电路,保留直流分量,减小PWM纹波值。
2、两级RC低通滤波后的PWM信号通过LM321提高驱动能力,构成电压驱动器,为双电流源BCV61提供电压。
3、通过不断改变PWM的占空比,改变U1OUT脚的电压-(为主控制器控制输入电压:0~3.3V,为运算放大器电压),进而改变一次电流源“1”脚的电流,即,测得双电流源BCV61相应输出为1:1大小的“2”脚电流。最后通过改变DC-DC开关芯片反馈信号的大小,进而改变输出端电压在0~5V之间无级变化。即(为DC-DC电源芯片TMI3252-FB引脚电压)。DC-DC开关芯片输出电压直接为雾化片驱动提供0~5V之间的电源电压,达到改变雾化功率的目的。
实施例4
本实施例为实施例4的一种实施方式,本实施例所述雾化器中所述电容组液体测量装置包括4个所述液体探测组。
所述电容组液体测量装置设置在所述雾化药仓上的位置关系如图6所示,左右探测点相距20mm,每颗探针直径1mm,左边的探测点为信号输入,右边探测点为信号输出,4组探测点通过4组电子转换开关分时分组切入到电容频率转换电路进行信号变换。
所述电容频率转换电路的原理图如图7所示,电容匹配电阻RA由电容匹配电阻RA1、RA2、RA3、RA4构成并通过电子开关S1按需要分时接入U1芯片第7脚;电容C由药仓背部4组触点构成的电容CX1、CX2、CX3、CX4组成并通过电子开关S2按需要分时接入U1芯片第2脚。图中SW-C信号是电子开关单路选择控制信号由主控制器根据逻辑算法控制,F信号是根据接入不同电容产生不同频率的方波信号输出,该信号直接送入主控制器进行数据采集。
此时,所述电容频率转换电路工作原理如下:该电路+5V电源通过RA电阻、电阻选择开关S1、RB电阻、S2电容选择开关、C电容到地回路对C电容充电(C电容是由4组电容探测点通过液体构成的电容)。电容充电按照指数规律增长,当电容C充到2/3VCC时,U1内部高电平比较器CA开始动作,U1芯片3脚由高电平返回到低电平输出,U1内部Q1开始导通对电容C进行放电,放电路径为C电容-S2-RB电阻-芯片7脚放电。当电容C电压下降到小于1/3VCC时,U1内部低电平比较器CB开始动作使输出引脚3脚由低电平变成高电平,放电管Q1截止,电源再次通过RA-S1-RB-S2对电容C充电,然后重复上述过程,在U1芯片3脚持续周期性输出方波信号。充放电波形Uc与输出波形Uo如图8所示。
实施例5
如图9所示,一种雾化控制方法,所述方法基于以上任一所述的一种雾化器,包括以下步骤:
S1:初始化所述雾化器;
S2:采集所述雾化药仓内的电容量,并生成对应频率的方波信号;
S3:根据所述方波信号获取所述雾化器的实时雾化量,并通过所述雾化驱动电路调整所述雾化器的雾化量维持在预设值。
所述实时雾化量=相领所述液体探测组的量程差/对应雾化时间。
所述主控制器通过调整输入到所述雾化驱动电路的PWM波占空比,调整所述雾化器的雾化功率。
实施例6
本实施例为实施例5所述方法的一种具体实施方式,本实施例中所述雾化器中所述电容组液体测量装置包括4个所述液体探测组。
本实施例通过FreeRTOS操作***来实施所述方法,该操作***可以充分利用CPU时间资源,有利于多任务的同步执行,对高频率的数据采集不漏采,程序实时响应度高。如图10所示,本实施例将所述雾化控制方法的三个步骤分为3个任务***,第1个是***初始化任务主要包括***进入程序时的初始化,循环监控用户按键状态再进入相应的程序任务,该任务的优先级别等级为1(最高)。第2个任务为电容频率采集任务主要针对4路液体电容量的测量,把电容量转换为相应的频率值,该任务的优先级别2。第3个任务为电容量判断及结果执行任务,主要根据任务2采集的频率数据判断药仓液体的变化去执行对应的控制任务,该任务的优先级别3。3个所述任务具体如下:
第1个任务中产品接通DC7.4V锂电池电源后整个***进入初始化状态,主要初始化主控制器内部寄存器初始值、根据外部晶振8MHZ初始化***时钟频率为72MHZ、清除所有定时器值为0状态、关闭雾化驱动信号、初始化PID算法比例、积分、微分、周期时间变量值,最后主控制器调用FreeRTOS操作***进行多线程任务***,为后续多任务执行进行初始化。第一个任务一旦监控到复位按键按下时程序自动识别按键是否有效开启雾化,当按键有效开启后主控制器通过定时器自动捕获功能获取当前液体容量对应频率,根据频率公式f≈1.44/(RA+2RB)C计算四组液体探针位置电容量对应的频率可以判断液体处于当前结构容量位置即mL刻度处,然后开启主控制器内部1ms滴答定时器进行一个30分钟的时间计时主要根据‘QL=1mL液体/雾化1mL所使用时间T’计算雾化量。最后利用操作***的邮箱消息通知任务1和任务2开启正式的数据采集和数据判断并进行最后的逻辑控制。
第2个任务主要进行电容量数据采集,利用药仓排列规律的4组液体探针按照采样时间轮流通过电子开关S1和S2同步切入到电容频率转换电路中,硬件电路根据匹配电阻RA和液体电容C按照公式f≈1.44/(RA+2RB)C从U1芯片输出占空比为DT=tH/(tH+tL)=1-(RB/(RA+2RB))方波信号,该频率的方波信号利用主控制器的定时器上升沿捕获功能获取触发内部定时器并进行uS累计计时,再把捕获触发设置为下降沿功能,下降沿触发后再次设置为上升沿触发,经过以上三段程序可以计算出一个完整的波形时间,根据公式f=1/T可以计算出该时间段药仓容量对应的频率值。利用以上程序段分别测试探针1位置、探针2位置、探针3位置及探针4位置的电容量频率值并存入数据缓存表中提供给任务3进行查询对比。
第3个任务在得到任务1的邮箱消息后开始按照从1号-4号探针位置进行无液体时的电容量频率对比,根据数据缓存表查询对比该时刻电容量频率是否达到无液体时的电容量频率值是否可以再次进行雾化量的调整,如果该时刻探针位置已经为无液体状态而且执行过一次雾化量调整则跳过当前逻辑执行程序,当条件满足时进行雾化量调整,根据单次液体变化1mL后所使用的时间T求雾化量QL=1mL液体/雾化1mL所使用时间T。
根据雾化量的变化使用位置式PID算法求解雾化功率驱动所需要的PWM占空比,其原理如图11及下式所示:
OUT=(Kp*Ek)+(Kp*(T/Ti)∑Ek)+(Kp*(TD/T)(Ek-Ek_1))+OUT0
Kp为比例系数;Ek为当前偏差值;T为PID计算周期;Ti为积分时间;∑Ek为历史偏差综合;TD为微分时间;Ek-Ek_1为最近两次偏差;OUT0为最小输出常量;OUT为计算输出比例值。
经过反复测试确定Kp系数为30、T周期为1000ms、Ti时间为10000ms、TD时间为100ms、OUT0常量为1、当前雾化量与标准输出量的差值可以根据公式OUT=(Kp*Ek)+(Kp*(T/Ti)∑Ek)+(Kp*(TD/T)(Ek-Ek_1))+OUT0求出变化百分比,此变化百分比利用主控制器的PWM功能引脚输出相应占空比方波信号到雾化功率驱动电路中稳定雾化量输出。
主控制器输出的PWM信号进行两级RC低通滤波,保留直流分量,减小PWM纹波值。两级RC低通滤波后的PWM信号通过LM321提高驱动能力,构成电压驱动器,为双电流源BCV61提供电压。通过不断改变PWM的占空比,改变U1OUT脚的电压-(为主控制器控制输入电压:0~3.3V,为运算放大器电压),进而改变一次电流源“1”脚的电流,即,测得双电流源BCV61相应输出为1:1大小的“2”脚电流。最后通过改变DC-DC开关芯片反馈信号的大小,进而改变输出端电压在0~5V之间无级变化。即(为DC-DC电源芯片TMI3252-FB引脚电压)。DC-DC开关芯片输出电压直接为雾化片驱动提供0~5V之间的电源电压,达到改变雾化功率及雾化量的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于电容的雾化量测量装置,其特征在于,包括电容组液体测量装置、电容频率转换电路、主控制器以及雾化药仓;
所述电容组液体测量装置用于采集所述雾化药仓的电容量,并将所述电容量发送到所述电容频率转换电路;所述电容组液体测量装置包括若干并联的液体探测组,若干所述液体探测组均匀设置在所述雾化药仓的量程刻度上;
所述电容频率转换电路用于将所述电容量转化为对应的方波信号,并送入到所述主控制器中;
所述主控制器用于根据所述方波信号计算得到所述雾化药仓内的液体体积及雾化量。
2.根据权利要求1所述的一种基于电容的雾化量测量装置,其特征在于,所述液体探测组包括电子转换开关以及两个探针;所述电子转换开关的两端分别与两个所述探针电连接;两个所述探针的间距为预设值,且连线平行于水平面。
3.根据权利要求1所述的一种基于电容的雾化量测量装置,其特征在于,所述电容频率转换电路包括定时器芯片、电容匹配电阻、电阻RB以及电阻RC;
所述电容匹配电阻的第一端接+5V电源;所述定时器芯片的DISCH接口分别与所述电容匹配电阻的第二端以及所述电阻RB的第一端电连接;所述电阻RB的第二端分别与所述电容组液体测量装置、所述定时器芯片的THRES接口以及TRIG接口电连接;所述定时器芯片的OUT接口依次与所述电阻RC以及所述主控制器电连接;
其中,所述电容匹配电阻的阻值根据所述主控制器的信号控制,其阻值与所述电容组液体测量装置的电容呈正相关。
4.根据权利要求3所述的一种基于电容的雾化量测量装置,其特征在于,所述电容频率转换电路输出所述方波信号的参数表达式如下:
高电平周期tH:tH=(RA+RB)C·ln2≈0.693(RA+RB)C;
低电平周期tL:tL=(RB)C·ln2≈0.693(RB)C;
方波周期T:T=tH+tL=ln2(RA+2RB)C≈0.693(RA+2RB)C;
方波频率f:f≈1.44/(RA+2RB)C;
波形占空比DT:DT=tH/(tH+tL)=1-(RB/(RA+2RB));
其中,RA、RB分别为所述电容匹配电阻以及所述电阻RB的阻值;C为所述电容组液体测量装置的电容。
5.根据权利要求1所述的一种基于电容的雾化量测量装置,其特征在于,所述主控制器为Cortex-M3内核单片机。
6.一种雾化器,其特征在于,包括雾化驱动电路以及如权利要求1-5任一所述的一种基于电容的雾化量测量装置;
所述雾化驱动电路分别与所述主控制器以及所述雾化药仓电连接;所述雾化驱动电路用于接收所述主控制器送出的PWM信号,并根据所述PWM信号调整雾化效率。
7.根据权利要求6所述的一种雾化器,其特征在于,所述雾化驱动电路包括依次电连接的数模转换单元、电压驱动单元、双电流源和电源管理单元;
所述数模转换单元的输入为PWM信号,所述电源管理单元的输出端与雾化片电连接;
其中,所述电压驱动单元包括芯片U1,所述芯片U1为LM321芯片;
具体的,所述芯片U1的+IN端口与所述数模转换单元电连接;
所述芯片U1的V-端口接地;
所述芯片U1的-IN端口与OUT端口电连接;
所述芯片U1的V+端口分别与外部电源以及第一滤波电路电连接;所述第一滤波电路包括接地电容C3;
所述芯片U1的OUT端口依次与电阻R3以及所述双电流源电连接。
8.一种雾化控制方法,其特征在于,所述方法基于权利要求7所述的一种雾化器,包括以下步骤:
S1:初始化所述雾化器;
S2:采集所述雾化药仓内的电容量,并生成对应频率的方波信号;
S3:根据所述方波信号获取所述雾化器的实时雾化量,并通过所述雾化驱动电路调整所述雾化器的雾化量维持在预设值。
9.根据权利要求8所述的一种雾化控制方法,其特征在于,所述实时雾化量=相邻所述液体探测组的量程差/对应雾化时间。
10.根据权利要求8所述的一种雾化控制方法,其特征在于,所述S3中,所述主控制器通过调整输入到所述雾化驱动电路的PWM波占空比,调整所述雾化器的雾化功率。
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