液滴測量方法及裝置的製作方法
2023-05-30 17:41:31
專利名稱：液滴測量方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種液滴測量方法及裝置。
背景技術：
現有的液滴測量方法主要有三種，一是機械反鬥雨量計，它採用對液滴量鬥機械反轉次數的計量，因此存在機構複雜、儀器龐大等缺點；二是虹吸式雨量計，它採用對液滴累積液面浮子變化的測量方式並通過虹吸釋放液面來恢復測量零點，因此存在著零點重複性差、測量精度低的缺點；三是光電式液滴計，它是用光電開關對液滴個數記數的方法，因此存在液滴大小變化將影響測量精度的問題。
發明內容
本發明的目的在於提供一種液滴測量的方法及裝置，能夠直接對每個下落液滴體積進行測量，測量精度高，測量動態速度快。
為達到上述目的，本發明採用下述技術方案一種液滴測量方法，其特徵在於使液滴垂直下落而經過兩個垂直重疊的位置傳感器和一個電容傳感器，由兩個位置傳感器檢測液滴經過各位置傳感器的時間，得出液滴經過各傳感器的下落速度；液滴經過與沒有經過電容傳感器的電容變化由電容/頻率轉換器轉換為頻率變化，並由頻率記數器對頻率脈衝記數；由微處理器將液滴經過位置傳感器和經過電容傳感器的兩時間段內的頻率記數值進行差值運算，由兩個時間段的時間、液滴速度和對應頻率記數差值，計算出對應液滴的體積。
上述方法的測量工作步驟如下a.液滴垂直下落，經過第一個位置傳感器時，該位置傳感器發信號s1給微處理器，微處理器內部開始計時並控制頻率脈衝記數器開始對頻率f記數；b.當液滴下落經過第二個位置傳感器時，該位置傳感器發信號s2給微處理器，微處理器內部計時停止，並得到計時時間值T1，同時微處理器控制頻率脈衝記數器停止對頻率f記數，並得到對應的記數值N1；c.微處理器根據物理學落體公式、數據T1、兩個位置傳感器的距離L1、第二個位置傳感器與電容傳感器的距離L2、電容傳感器的有效敏感度L3，計算出液滴到達電容傳感器(A點)的時刻t以及液滴經過L3距離所需的時間T2；
d.微處理器在t時刻控制頻率脈衝記數器又開始對頻率記數，經過時間值T2，微處理器控制頻率脈衝記數器停止對頻率f記數，並得到對應記數值N2；e.微處理器根據液滴沒經過電容傳感器的記數值N1和經過電容傳感器的記數值N2的差值，來消除電容傳感器和電容/頻率轉換器的本底漂移幹擾，該差值ΔN取為N=T2T1N1-N2]]>進而計算出液滴體積q，按下式計算q=kT2f(N)]]>式中f(ΔN)是一個通過實驗數據擬合的單調函數，k是通過實驗確定的常數。
一種用於權利要求1所述液滴測量方法的裝置，包括一個微處理器和一個頻率脈衝記數器，其特徵在於有適於液滴下落通過的兩個位置傳感器和一個電容傳感器，依次垂直疊置；兩個位置傳感器的輸出接入微處理器；電容傳感器的輸出，經一個電容/頻率轉換器接入頻率脈衝記數器；頻率脈衝記數器連接微處理器。
本發明與現有技術相比，具有如下顯而易見的突出特點和顯著優點本發明採用兩個位置傳感器來檢測液滴經過時間是為了消除液滴經過電容傳感器速度不同而頻率記數累積值不同的因素，採用對應兩個時間段的頻率記數值差值為消除電容傳感器及其電容/頻率轉換器的本底漂移幹擾，因而本發明保證了液滴測量的精確和可靠。本發明能夠直接對每個下落液滴體積進行測量，測量精度高，測量動態速度快。
附圖是本發明一個實施例的結構原理框圖。
具體實施例方式
本發明的一個優選實施例如下述參見圖1，本液滴測量方法的測量工作步驟如下a.液滴1垂直下落，經過第一個光電位置傳感器2時，該光電位置傳感器2發信號s1給微處理器7，微處理器7內部開始計時並控制頻率脈衝記數器6開始對頻率f記數；b.當液滴1下落經過第二個光電位置傳感器3時，該光電位置傳感器3發信號s2給微處理器7，微處理器7內部計時停止，並得到計時時間值T1，同時微處理器7控制頻率脈衝記數器6停止對頻率f記數，並得到對應的記數值N1；
c.微處理器7根據物理學落體公式、數據T1、兩個光電位置傳感器2與3間的距離L1、第二個光電位置傳感器3與電容傳感器4的距離L2、電容傳感器4的有效敏感度L3，計算出液滴1到達電容傳感器4(A點)的時刻t以及液滴經過L3距離所需的時間T2；d.微處理器7在t時刻控制頻率脈衝記數器6又開始對頻率記數，經過時間值T2，微處理器7控制頻率脈衝記數器6停止對頻率f記數，並得到對應記數值N2；e.微處理器7根據液滴沒經過電容傳感器4的記數值N1和經過電容傳感器4的記數值N2的差值，來消除電容傳感器4和電容/頻率轉換器5的本底漂移幹擾，該差值ΔN取為N=T2T1N1-N2]]>進而計算出液滴體積q，按下式計算q=kT2f(N)]]>式中f(ΔN)是一個通過實驗數據擬合的單調函數，k是通過實驗確定的常數。
用於本液滴測量方法的裝置，包括一個微處理器7和一個頻脈衝記數器6，其特徵在於有適於液滴1下落通過的兩個光電位置傳感器2、3和一個電容傳感器4，依次垂直疊置；兩個光電位置傳感器2、3的輸出接入微處理器7；電容傳感器4的輸出，經一個電容/頻率轉換器5接入頻率脈衝記數器6；頻率脈衝記數器6連接微處理器7。
權利要求
1.一種液滴測量方法，其特徵在於使液滴(1)垂直下落而經過兩個垂直重疊的位置傳感器(2、3)和一個電容傳感器(4)，由兩個位置傳感器(2、3)檢測液滴經過各位置傳感器的時間，得出液滴經過各傳感器的下落速度；液滴經過與沒有經過電容傳感器(4)的電容變化由電容/頻率轉換器(5)轉換為頻率變化，並由頻率記數器(6)對頻率脈衝記數；由微處理器(7)將液滴(1)經過位置傳感器(2、3)和經過電容傳感器(5)的兩時間段內的頻率記數值進行差值運算，由兩個時間段的時間、液滴速度和對應頻率記數差值，計算出對應液滴的體積。
2.根據權利要求1所述的液滴測量方法，其特徵在於液滴測量工作步驟如下a.液滴(1)垂直下落，經過第一個位置傳感器(2)時，該位置傳感器(2)發信號s1給微處理器(7)，微處理器(7)內部開始計時並控制頻率脈衝記數器(6)開始對頻率f記數；b.當液滴(1)下落經過第二個位置傳感器(3)時，該位置傳感器(3)發信號s2給微處理器(7)，微處理器(7)內部計時停止，並得到計時時間值T1，同時微處理器(7)控制頻率脈衝記數器(6)停止對頻率f記數，並得到對應的記數值N1；c.微處理器(7)根據物理學落體公式、數據T1、兩個位置傳感器(2、3)的距離L1、第二個位置傳感器(3)與電容傳感器(4)的距離L2、電容傳感器(4)的有效敏感度L3，計算出液滴(1)到達電容傳感器(4)(A點)的時刻t以及液滴經過L3距離所需的時間T2；d.微處理器(7)在t時刻控制頻率脈衝記數器(6)又開始對頻率記數，經過時間值T2，微處理器(7)控制頻率脈衝記數器(6)停止對頻率f記數，並得到對應記數值N2；e.微處理器(7)根據液滴沒經過電容傳感器(4)的記數值N1和經過電容傳感器(4)的記數值N2的差值，來消除電容傳感器(4)和電容/頻率轉換器(5)的本底漂移幹擾，該差值ΔN取為N=T2T1N1-N2]]>進而計算出液滴體積q，按下式計算q=kT2f(N)]]>式中f(ΔN)是一個通過實驗數據擬合的單調函數，k是通過實驗確定的常數。
3.一種用於權利要求1所述液滴測量方法的裝置，包括一個微處理器(7)和一個頻脈衝記數器(6)，其特徵在於有適於液滴(1)下落通過的兩個位置傳感器(2、3)和一個電容傳感器(4)，依次垂直疊置；兩個位置傳感器(2、3)的輸出接入微處理器(7)；電容傳感器(4)的輸出，經一個電容/頻率轉換器(5)接入頻率脈衝記數器(6)；頻率脈衝記數器(6)連接微處理器(7)。
全文摘要
本發明涉及一種液滴測量方法及裝置。其方法是採用兩個垂直重疊的位置傳感器和一個電容傳感器，測量液滴下落經過的時間，並由頻率記數器對頻率記數，而由微處理器計算出液滴體積。用於該方法的裝置由兩個光電傳感器、一個電容傳感器、電容/頻率轉換器、頻率脈衝記數器和微處理器構成。本發明能夠直接對每個下落液滴體積進行測量，測量精度高，測量動態速度快。
文檔編號G01F3/00GK1558187SQ20041001626
公開日2004年12月29日 申請日期2004年2月12日 優先權日2004年2月12日
發明者李斌, 沈天飛, 張濤, 李 斌 申請人:上海大學