CDC為診斷系統(tǒng)提供簡單而穩(wěn)定的電平檢測
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方法
圖8所示的流程圖列出了接近液體時采用的技術。
圖8. 簡化控制流程圖
當探針足夠接近表面時，探針速度大幅下降，以便最終接近液體表面。 為使效率最大化，該點應盡量靠近表面，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之前對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該點的斷續(xù)程度加以確定（如本文所述），也可通過電容曲線斜率確定。 求均值可降低噪聲，但不執(zhí)行該操作也能可靠地檢測出較大的偏移。 歸一化電容數(shù)據可改善穩(wěn)定性，但其影響不如接近階段那么大。
隨后，便可將探針驅至表面以下的預定距離。 具有精密電機控制能力時，這很容易做到。 若無精密電機控制，可估算速度，且探針可移動一段固定的時間。
穿透液體之后，會得到電容讀數(shù)的兩個特性數(shù)據。 首先，隨著探針在液體中移動，測量值的變化相對較小。 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，測得的電容值基本相同。
圖9. 電容與液位的關系
穿透液體表面之后，探針需要多少時間才能停止取決于包括電機控制系統(tǒng)本身在內的幾個因素，但一條經過仔細研究的接近曲線可保證嚴格控制探針，并使探針速度最大化。 實驗室中，探針以最大速度在兩個電容讀數(shù)之間移動約0.45 mm，可在穿透表面0.25 mm距離之內停止。 若采樣速率更高且探針在兩個樣本之間移動大約0.085 mm，則它可在距離液體表面0.05 mm距離之內停止。 無論何種情況，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。
結論
這種打破傳統(tǒng)使用集成式電容數(shù)字轉換器的方法提供了一種簡單而穩(wěn)定的電平檢測解決方案。 接近曲線同時利用電容和斜率測量控制探針的運動。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，同時盡可能以最高探針速度移動至最終位置。 本文僅淺顯地描述了CDC技術用于電平檢測的情況。 經驗豐富的工程師可以本文的思路作為出發(fā)點，針對特定應用環(huán)境對本解決方案加以改進。(end)
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