COVID-19 Sensor de flux d’aire: tall automotriu: 5 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

Aquest és un projecte que evoluciona ràpidament … aquest sensor va ser abandonat perquè no té forats de muntatge ni cap mètode fàcil de segellar contra un tub. Aquí es troba un projecte de sensor de flux d’aire en curs: AFH55M12

Descripció del projecte d'enginyeria útil

La intenció aquí és crear un dispositiu de control, basat en un mesurador de flux d’aire massiu, que es pugui utilitzar quan es divideix un ventilador en dos o més pacients. Això permetrà que el personal monitoritzi pacients individuals mentre estigui controlat per un dispositiu en situacions extremes en què el nombre de ventiladors no sigui suficient per manejar el nombre de pacients. La lectura hauria de ser visible localment al dispositiu i pot ser que hagi d’haver-hi paràmetres introduïts pel personal per crear un rang d’operació segur i, possiblement, crear alarmes quan el sistema mesuri un paràmetre fora del rang.

Requisits del projecte

Es tracta d’un estudi ràpid d’utilitzar un sensor de tipus de flux d’aire per a automòbils a l’abast del mercat.

Lectura des d’un sensor de flux d’aire de massa automotriu mitjançant un microController de 12 bits ADC, interval de 20 ms

Pas 1: les proves inicials no van tenir èxit

La lectura inicial per intentar inspirar / exhalar al tub de 3 polzades va ser pobra. Només les respiracions mitjanes a grans activarien les sortides a l'ADC.

• ADC de 12 bits => 4096 - Només es produeixen grans respiracions …
• llegiu ~ 200-350 ADC amb amplitud gran

Pas 2: Canvi de tub dins d’un tub

Es va modificar el diàmetre del tub a 1,75”mitjançant un rotlle de tovallola de paper

• Grans respiracions i pic màxim 900, 0,725 volts
• Les respiracions mitjanes arriben a un màxim de ~ 600
• La respiració més petita que puc prendre ~ 400 …..
• Respiracions contundents gegants … Em marejo després d'uns pocs … puja fins a ~ 3000 (2,4 volts)

Vaig calibrar el sensor amb una estimació de 430 ml per a una respiració mitjana. La integració sota la corba de cada respiració proporciona un volum estimat.

Notes:

• Les exhalacions són sorolloses perquè el sensor no funciona per ambdues direccions
• Les inhalacions són en realitat la direcció oposada a la fletxa del cos del sensor. Ho he provat de totes dues maneres i, segons els cabals que intentem mesurar, hi ha més sensibilitat en la direcció oposada del flux d’aire previst …
• Si reduïu el diàmetre del tub encara més (d’1,75”a ~ 1”) augmentareu la sensibilitat sense probablement cap aspecte negatiu.
• Hi ha temps omès entre les inhalacions i les exhalacions al gràfic anterior (l’ADC només s’estava activant per sobre d’un llindar)
• 300-400 ml és en realitat molt poc volum. És la mateixa quantitat d’espai que un tub d’1 "x 38" de llarg. Per tant, és probable que l’aire que passi pel sensor no arribi al pulmó del pacient fins a la segona respiració, en funció de la ubicació del sensor.

• L'ús d'un tub d'1 de diàmetre i una inhalació normal de 500 ml proporcionen una velocitat mitjana de l'aire de 0,328 m / s

  500 ml / (1,27 cm ^ 2 * pi) / 3 seg / 100

Pas 3: resum dels resultats

• Utilitzar aquest sensor o alguna cosa similar i reduir el diàmetre del tub per satisfer la sensibilitat requerida sembla prometedor.
• Necessiteu un sensor de flux d'aire per calibrar un sensor de flux d'aire. Cal calibrar els volums d’aire baixos, mitjans i alts i possiblement per a cada sensor individual produït.
• Suposo que la precisió dependrà de la selecció del sensor, el diàmetre del tub i la ubicació al tub. Un cop calibrat, aquest model de prova actual (amb el cos de 1,75 "de diàmetre gran) probablement sigui de +/- 40 ml.
• Si el diàmetre del tub es manté 1”o superior, els cabals es mantindran baixos i suposo que les condicions d’entrada i sortida (superiors a 2”) del sensor seran insignificants
• Aquí hi ha un fabricant nord-americà d’un sensor similar al paquet de muntatge de PCB Degree Controls, inc

Dades d'Excel aquí

Pas 4: dades del sensor

• Comprat localment per 57 dòlars, Blue Streak # MF21041N
• Tipus de sensor: anemòmetre de fil calent (endevinant aquí) -
• Aquest sensor MAF també es troba sota aquests números de referència OK5771321 8ET009142441 AMMA-751 AMMA751 0891067
• També a aliexpress per ~ 22 dòlars [https://www.aliexpress.com/i/33021814341.html]

Pinout

Alguns models tenen els números dels pins impresos al cos

• Pin 1 Terra
• Pin 2 Senyal
• Pin 3 Potència 7,5-12 volts, 76 ma

Pas 5: Configuració de la prova final

La configuració va ser bastant fàcil. El pin 1 (terra) i el pin 2 (sensor) estan connectats a un microcontrolador. L’esbós d’Arduino només llegeix i imprimeix el pin Analog 0 sobre sèrie.