超声波空气探测器的应用研究

　　在相关的传感器中，空气探测器是一个非常关键的传感器.因为，实时监测血液管路中是否存在气泡以及气泡的大小，不仅对病人的生命至关重要，而且还可以为操作人员提供操作中出现的故障信息，及时提醒操作人员排除故障，同时也为系统进行自动处理程序提供参考点.

　　这是国内产品能否达到国际水平的一项关键技术，所以，空气探测器的研究对成功开发国产血液回收机就显得意义非凡.

　　1探测方法及原理分析

　　在血液回收产品应用当中，为保证输血管路的无菌性，探头要求安装在管路外壁，和管路内液体是非接触的.对十这种土作条件，从探测方法上讲比较局限.根据我们在实践中摸索和试验的经历，一般的实现方法有三种:①电容式探测器;②红外光电式探测器;③超声波式探测器.

　　1. 1电容式探测器

　　平行板电容器的电容为

　　在通常的实际应用中，常使d, A和εr中的两个保持不变，来改变其中的一个参数使电容量发生变化，从而间接得到被测参数的大小.比较常见的是变间隙式和变介电常数式.根据我们使用的条件看，探头体一旦固定，变化的只有介质—盐水、血液和气泡.因此，可选用变介电常数式电容探测器.

　　1. 2红外光电式探测器

　　利用红外发射接收对管可制作光电式气泡探测器.其原理是利用红外管对颜色敏感的特点和光在不同的介质中折射角不同的特点，探测血液中的气泡和盐水中的气泡.将红外发射对管做成反射式，根据光敏三极管的伏安特性得到光的接收强度与输出电压的关系.当血液管道中存在气体时一，由十管路内介质对光的吸收程度与没有气泡时一的吸收程度有很大变化，从而引起输出电压值发生很大变化，经过一定的整形放大电路和比较电路很容易检测出管路内的气泡.

　　1. 3翻声波探测器

　　超声波探测器由十具有高可靠性、强抗干扰能力而被广泛应用到医疗器械气体探测当中.超声波是一种能在空气、液体和固体中传播的高频弹性波，频率范围>20 kHz，波长短，具有很强的束射特性，因而具有很强的定向传播性和穿透性，传播能量大，在不同的媒介中衰减不同，特别是具有在空气中迅速衰减等特点.正是超声波具有的这些特点，我们可以制作超声波探测器来探测管路中的气泡.这就类似十土业领域对管道内流体进行超声波异物检测或探伤，当管路中没有气泡时，超声波穿过液柱的能量衰减很小，超声波换能器接收到的能量很强.一旦管路中有气泡，超声波的能量大部分被气体吸收，只在气泡边缘产生绕射，形成声影，超声波换能器接收到的能量很弱.