Разработка электронной схемы для одноразового измерителя скорости наполнения жидкости

1. Назначение устройства
Разработать одноразовый измерительный прибор для определения скорости наполнения и объема жидкости (30–1000 мл) в течение 1–5 минут. Устройство должно записывать данные на перезаписываемую RFID/NFC-метку, которые позже считываются через мобильное приложение.
________________________________________
2. Основные требования
2.1. Электронная схема
1. Измерительные электроды:
- Два параллельных электрода из нержавеющей стали (AISI 316L).
- Геометрия: длина 150–170 мм, ширина 5 мм, расстояние между электродами 1–2 мм.
- Устойчивость к коррозии и биосовместимость.
2. Генератор сигналов:
- Генерирует прямоугольные импульсы частотой 100 Гц ± 5%.
- Напряжение питания: 1.5–3 В.
3. Измерительный модуль:
- АЦП с разрешением 10 бит и частотой дискретизации 10 Гц.
- Диапазон измерения напряжения: 0–3 В.
- Автоматическая калибровка под проводимость жидкости (компенсация вариаций удельного сопротивления).
4. Память и связь:
- RFID/NFC-метка с памятью ≥ 1 КБ (рекомендуется NTAG 216).
- Запись данных: 500 значений (5 мин × 10 Гц) в формате «время-напряжение».
- Стирание данных после успешного считывания.
5. Питание:
- Источник: литиевая батарейка CR2032 (3 В, 220 мАч).
- Автоотключение через 5 минут после начала измерения.
6. Надежность:
- Не менее 50 циклов записи/перезаписи данных.
- Защита от короткого замыкания и переполюсовки.
________________________________________
2.2. Механическая конструкция
1. Емкость:
- Объем: 1000 мл.
- Материал: полипропилен (безопасный для контакта с биологическими жидкостями).
- Электроды интегрированы во внутреннюю стенку емкости.
2. Габариты электроники:
- Максимальный размер платы: 50×30×10 мм.
- Влагозащита: стандарт IP67.
________________________________________
2.3. Безопасность
- Напряжение в цепи: ≤ 3 В.
- Ток в цепи: ≤ 0.1 мА.
- Отсутствие открытых токопроводящих элементов, контактирующих с пользователем.
________________________________________
3. Тестирование и калибровка
1. Калибровка:
- Проводится с использованием растворов NaCl (0.9%) для имитации проводимости жидкости.
- Проверка линейности измерений в диапазоне 30–1000 мл.
2. Тесты:
- Устойчивость к пузырькам и пене в жидкости.
- Проверка автоотключения через 5 минут.
- Тест на износ (50 циклов).
________________________________________
4. Документация
1. Принципиальная схема и разводка печатной платы.
2. Алгоритм преобразования напряжения в объем и скорость потока (формулы, графики).
3. Инструкция по сборке и интеграции электродов в емкость.
________________________________________
5. Требования к разработчику
1. Опыт работы с NFC/RFID-метками и низковольтными схемами.
2. Понимание методов компенсации изменяющейся проводимости жидкости.
________________________________________
6. Сроки и бюджет
- Уточняются после согласования технического предложения.
________________________________________
Примечание:
Устройство предназначено для медицинских применений, где критичны точность, безопасность и одноразовость. Все компоненты должны соответствовать стандартам для одноразовых медицинских изделий (ISO 13485).