基于準靜態(tài)電容層析技術(shù)的液體違禁品檢查儀
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ATmega16的數據吞吐率高達1 MIPS／MHz，從而有效緩減了系統功耗和處理速度之間的矛盾。其內核有豐富的指令集和32個(gè)通用工作寄存器，所有的寄存器都直接與算術(shù)邏輯單元(ALU)連接，使得一條指令能夠在一個(gè)時(shí)鐘周期內同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)兩個(gè)獨立的寄存器，大大提高了代碼效率。
ATmega16單片機通過(guò)串行通信收集電容傳感器測量得到的電容值，從而判斷被測液體是否屬于違禁品。單片機各引腳與外圍模塊相連，控制整個(gè)系統的運行并實(shí)現相應的系統功能，包括系統初始化、電容傳感器初始化、電容值采集與處理及測量結果顯示等。因此，ATmega 16單片機在整個(gè)系統中具有非常重要的作用。系統連接圖如圖5所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/177751.htm
圖5中，MOSI和MISO引腳用于串行通訊；AJ1，AJ2用于按鍵輸入；PA0～PA7用于連接LCD1602液晶屏顯示測量數據；RXD，TXD用于控制MAX3232芯片的發(fā)送與接收狀態(tài)；LED1，LED2用于狀態(tài)指示燈的控制；C3，C6和Y1組成了頻率為16 MHz的時(shí)鐘電路，能夠為ATmega16單片機提供穩定的高精度時(shí)鐘信號。
軟件流程圖如圖6所示。按照流程圖對單片機編程，完成了整個(gè)設計。
4 實(shí)驗結果
根據混合物介電常數公式：ε=ε1×P1+ε2×P2(P1和P2為溶質(zhì)體積分數，ε1和ε2為對應的溶質(zhì)的介電常數)易得50％的酒精介電常數為51. 4，在表1中介于危險品和安全液體之間，將其作為分界點(diǎn)更為嚴格。如果該電極能夠準確區分50％的酒精和水則該電極靈敏度已經(jīng)達到較高水平。因此對不同組分的酒精進(jìn)行了一組實(shí)驗，檢測結果如圖7(a)所示。同時(shí)，改變容器的形狀和厚度，對不同液體進(jìn)行檢測，檢測結果如圖7(b)所示。
可以看到在檢測過(guò)程中，50％的酒精與水顯著(zhù)區分開(kāi)來(lái)，證明該系統具有足夠的區分度。而對在壁厚4 mm以下的容器中，常見(jiàn)液體也能夠被區分開(kāi)來(lái)。
5 結語(yǔ)
利用準靜態(tài)電容層析技術(shù)的液體探測器能夠區分液體違禁品和普通液體，且體積小，功耗低，實(shí)現了快速、安全、無(wú)輻射的檢測，在檢測過(guò)程中無(wú)需打開(kāi)容器，單次檢測時(shí)間在2 s以?xún)?，方便快捷，滿(mǎn)足了日常安檢的需求。
由于測得的電容值很小，為了加強檢測精度，可以考慮提高激勵信號頻率和幅度的方法。此外為了提高設計可靠性，保證探測精度，除了對電極的屏蔽性需要多加考慮之外，整個(gè)儀器的外部屏蔽也相當重要。
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