CN104931789A - 基于pcb板的电容耦合非接触电导检测器 - Google Patents

Abstract

本发明基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器属于一种电导检测设备；该电导检测器包括平行设置的激励板和检测板，以及设置于所述激励板和检测板之间的绝缘屏蔽板；所述激励板、检测板和绝缘屏蔽板为PCB板；激励板上包括激励电路和激励电极，检测板上包括检测电路和检测电极，绝缘屏蔽板上包括通孔；毛细管依次穿过激励电极、通孔和检测电极；本发明基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，不仅有效避免激励板和检测板之间意外短路，而且系统集成度高、电极之间距离和电极宽度调整容易，同时具有减小噪声，降低传输损耗的功能，此外毛细管更换方便快捷，不影响检测重复性。

Description

基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器

技术领域

基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器属于一种电导检测设备。

背景技术

根据电极是否与溶液接触，可将电导检测器分为接触式和非接触式两种，由于非接触电导检测器能够解决检测过程中的电极污染和高压干扰两个主要问题，因此得到了快速发展。

现阶段，非接触电导检测器以切断的注射器针管或金属毛细管作为管状电极材料，然后再将导线与两个管状金属电极焊在一起，其中一个金属电极作为激励电极，另一个金属电极作为检测电极。这样的方式具有以下缺点：

第一、因为激励端的高压通常大于安全电压36V，而传统电极不易做封装或绝缘处理，所以操作不安全，激励电极和检测电极容易因意外而短路；

第二、系统集成度差；

第三、电极自身宽度和电极之间的间距很难精确调整与优化；

第四、激励电极与检测电极之间距离太近，难以在二者之间设立屏蔽层，此外，电极与检测电路之间连线无法做到很短，无法设立屏蔽层以及过长的连线，都会影响检测信号强度，增大噪声干扰和传输损耗；

第五、更换毛细管时，极容易损坏电极，更换不方便；而更换后的电极间距很难保证与之前一致，又导致检测重复性差。

以上问题都制约着非接触电导检测器的进一步发展。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，该电导检测器不仅有效避免激励板和检测板之间意外短路，而且系统集成度高、电极之间距离和电极宽度调整容易，同时具有减小噪声，降低传输损耗的功能，此外毛细管更换方便快捷，不影响检测重复性。

本发明的目的是这样实现的：

基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，包括平行设置的激励板和检测板，以及设置于所述激励板和检测板之间的绝缘屏蔽板；所述激励板、检测板和绝缘屏蔽板为PCB板；激励板上包括激励电路和激励电极，检测板上包括检测电路和检测电极，绝缘屏蔽板上包括通孔；毛细管依次穿过激励电极、通孔和检测电极。

上述基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，还包括设置在激励板外侧的激励端绝缘屏蔽板，以及设置在检测板外侧的检测端绝缘屏蔽板；所述激励端绝缘屏蔽板和检测端绝缘屏蔽板为PCB板；所述激励端绝缘屏蔽板和检测端绝缘屏蔽板上均包括通孔，毛细管依次穿过激励端绝缘屏蔽板上的通孔、激励电极、绝缘屏蔽板上的通孔、检测电极和检测端绝缘屏蔽板上的通孔。

上述基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，还包括机箱，激励电路和检测电路设置于机箱内部，激励电极、检测电极和通孔裸露在机箱外部。

上述基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，还包括机箱，激励电路、检测电路、激励电极、检测电极和通孔均设置于机箱内部，机箱壳体设置有能够使毛细管穿入机箱、并依次穿过激励电极、通孔和检测电极、再从机箱穿出的孔穴。

上述基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，所述的激励电极、检测电极和通孔的内径为多个值，不同内径的激励电极、检测电极和通孔之间能够任意组合。

通过跳线、拨码开关或继电器实现不同内径的激励电极、检测电极和通孔之间任意组合。

上述基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，所述激励板的激励电路和激励电极之间，以及激励电路周围，设置有屏蔽焊盘；检测板的检测电路和检测电极之间，以及检测电路周围，设置有屏蔽焊盘；所述屏蔽焊盘将激励板、检测板和绝缘屏蔽板中起屏蔽作用的线或/和面连接在一起。

激励板上的屏蔽焊盘和检测板上的屏蔽焊盘位置相同。

以上基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，所述的PCB板为双层、四层、六层或八层板。

有益效果：

第一、本发明基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，包括平行设置的激励板和检测板，以及设置于所述激励板和检测板之间的绝缘屏蔽板；这种结构设计，利用绝缘屏蔽板隔离激励板和检测板，有效避免激励板和检测板之间意外短路；

第二、本发明基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，激励板、检测板和绝缘屏蔽板为PCB板；这种PCB板的结构设计，不仅使得电导检测器只占用一张PCB板或几张PCB板的空间即可实现，有利于提高系统集成度，而且通过改变绝缘屏蔽板的厚度，即可调整激励板和检测板两极之间的距离，调整难度和成本都大幅降低；同时改变激励板和检测板的厚度，又可以获得不同的电极宽度，进而获得最优实验条件；

第三、本发明基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，激励板上包括激励电路和激励电极，检测板上包括检测电路和检测电极；这种将电路和电极直接在PCB板布线的结构设计，可以有效缩短电极与电路之间的距离，有利于减小噪声，降低传输损耗；

第四、本发明基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，绝缘屏蔽板上包括通孔，毛细管依次穿过激励电极、通孔和检测电极；这种结构设计，不仅激励电极、通孔和检测电极的内径很容易与毛细管吻合，将孔轴配合结构之间的空隙减小至最低，而且毛细管更换方便快捷，同时不影响激励电极、通孔和检测电极的结构，有利于提高检测重复性。

附图说明

图1是本发明基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器具体实施例一的结构示意图。

图2是本发明基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器具体实施例二的结构示意图。

图3是设置有屏蔽焊盘的检测板示意图。

图中：1激励板、2检测板、3绝缘屏蔽板、4激励端绝缘屏蔽板、5检测端绝缘屏蔽板、6激励电极、7检测电极、8通孔、9毛细管、10屏蔽焊盘。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施例作进一步详细描述。

具体实施例一

本实施例的基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，结构示意图如图1所示。该电容耦合非接触电导检测器包括平行设置的激励板1和检测板2，以及设置于所述激励板1和检测板2之间的绝缘屏蔽板3；所述激励板1、检测板2和绝缘屏蔽板3为PCB板；激励板1上包括激励电路和激励电极6，检测板2上包括检测电路和检测电极7，绝缘屏蔽板3上包括通孔8；毛细管9依次穿过激励电极6、通孔8和检测电极7。

具体实施例二

本实施例的基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，在具体实施例一的基础上，还包括设置在激励板1外侧的激励端绝缘屏蔽板4，以及设置在检测板2外侧的检测端绝缘屏蔽板5，如图2所示；所述激励端绝缘屏蔽板4和检测端绝缘屏蔽板5为PCB板；所述激励端绝缘屏蔽板4和检测端绝缘屏蔽板5上均包括通孔8，毛细管9依次穿过激励端绝缘屏蔽板4上的通孔8、激励电极6、绝缘屏蔽板3上的通孔8、检测电极7和检测端绝缘屏蔽板5上的通孔8。

增加的激励端绝缘屏蔽板4和检测端绝缘屏蔽板5，不仅可以利用屏蔽作用降低外界噪声干扰，而且可以有效避免操作过程中不小心触碰电极这一不安全因素的发生。

具体实施例三

本实施例的基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，在具体实施例一的基础上，进一步限定激励电极6、检测电极7和通孔8的内径为多个值，不同内径的激励电极6、检测电极7和通孔8之间能够任意组合。

不同内径的激励电极6、检测电极7和通孔8之间任意组合，通过跳线、拨码开关或继电器实现。这项技术属于非常常规的电路技术，本领域技术人员很容易想到如何通过跳线、拨码开关或继电器实现对不同内径的激励电极6、检测电极7和通孔8之间进行排列组合，因此具体电路部分在本申请不做详细描述。

由于不同内径的激励电极6、检测电极7和通孔8之间能够进行排列组合，因此能够实现对不同外径毛细管9进行检测，扩大了本发明电导检测器的适用范围。

具体实施例四

本实施例的基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，在具体实施例一的基础上，进一步限定激励板1的激励电路和激励电极6之间，以及激励电路周围，设置有屏蔽焊盘10；检测板2的检测电路和检测电极7之间，以及检测电路周围，设置有屏蔽焊盘10；这里以检测板2为例，对屏蔽焊盘10的位置进行展示，如图3所示；在图3中，同样展示了具体实施例三所述的检测电极7内径为多个值的情况；所述屏蔽焊盘10将激励板1、检测板2和绝缘屏蔽板3中起屏蔽作用的线或/和面连接在一起。

将屏蔽焊盘10与激励板1、检测板2和绝缘屏蔽板3中起屏蔽作用的线或/和面连接在一起，形成屏蔽网络，可以进一步增加电导检测器的屏蔽效果。

进一步地，选择激励板1上的屏蔽焊盘10和检测板2上的屏蔽焊盘10位置相同，可以起到不同板间精确定位的作用，有利于毛细管9依次穿过激励电极6、通孔8和检测电极7。

以上实施例的基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，还包括机箱，所述机箱采用以下两种方式中的任意一种：

方式一、激励电路和检测电路设置于机箱内部，激励电极6、检测电极7和通孔8裸露在机箱外部；

方式二、激励电路、检测电路、激励电极6、检测电极7和通孔8均设置于机箱内部，机箱壳体设置有能够使毛细管穿入机箱、并依次穿过激励电极6、通孔8和检测电极7(在设置有激励端绝缘屏蔽板4和检测端绝缘屏蔽板5时，依次穿过通孔8、激励电极6、通孔8、检测电极7、通孔8)、再从机箱穿出的孔穴。

设置机箱，不仅可以保护整个电导检测器，避免磕碰造成的损坏，而且使产品更加简洁美观。

以上基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，所述的激励板1、绝缘屏蔽板3和检测板2，或者所述的激励端绝缘屏蔽板4、激励板1、绝缘屏蔽板3、检测板2和检测端绝缘屏蔽板5，既可以采用一块PCB板实现，又可以采用多块PCB板实现，至于如何分配，可以根据需要进行任意能够实现本发明技术目的的选择。

以基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器包括激励端绝缘屏蔽板4、激励板1、绝缘屏蔽板3、检测板2和检测端绝缘屏蔽板5，并采用两块PCB板为例，第一块PCB板为以下四种情况中的任意一种：

情况一、激励端绝缘屏蔽板4；

情况二、激励端绝缘屏蔽板4和激励板1；

情况三、激励端绝缘屏蔽板4、激励板1和绝缘屏蔽板3；

情况四、激励端绝缘屏蔽板4、激励板1、绝缘屏蔽板3和检测板2。

以上基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，所选择的PCB板可以为双层、四层、六层或八层板，在激励端绝缘屏蔽板4、绝缘屏蔽板3和检测端绝缘屏蔽板5本身为多层PCB板时，它们中间的某层全部覆铜铺设，形成电磁屏蔽；其余层没有电路布线，形成绝缘。

将激励端绝缘屏蔽板4、绝缘屏蔽板3和检测端绝缘屏蔽板5中间的某层全部覆铜铺设，形成电磁屏蔽，能够有效屏蔽激励电极的管外电场影响，降低检测端噪声。

本发明不局限于以上四个实施例和在对应实施例中的解释说明，在这些实施例所提及的所有技术方案，只要不矛盾，就都能够进行排列组合，由于本领域技术人员能够从最基本的排列组合数学理论中穷尽所有可能的结果，因此在说明书中不再重复说明；排列组合后的技术方案，只要每个技术特征均记载于说明书中，就应认为在说明书中有记载。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化或方法改进，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，其特征在于，包括平行设置的激励板(1)和检测板(2)，以及设置于所述激励板(1)和检测板(2)之间的绝缘屏蔽板(3)；所述激励板(1)、检测板(2)和绝缘屏蔽板(3)为PCB板；激励板(1)上包括激励电路和激励电极(6)，检测板(2)上包括检测电路和检测电极(7)，绝缘屏蔽板(3)上包括通孔(8)；毛细管(9)依次穿过激励电极(6)、通孔(8)和检测电极(7)。

2.根据权利要求1所述的基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，其特征在于，还包括设置在激励板(1)外侧的激励端绝缘屏蔽板(4)，以及设置在检测板(2)外侧的检测端绝缘屏蔽板(5)；所述激励端绝缘屏蔽板(4)和检测端绝缘屏蔽板(5)为PCB板；所述激励端绝缘屏蔽板(4)和检测端绝缘屏蔽板(5)上均包括通孔(8)，毛细管(9)依次穿过激励端绝缘屏蔽板(4)上的通孔(8)、激励电极(6)、绝缘屏蔽板(3)上的通孔(8)、检测电极(7)和检测端绝缘屏蔽板(5)上的通孔(8)。

3.根据权利要求1或2所述的基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，其特征在于，还包括机箱，激励电路和检测电路设置于机箱内部，激励电极(6)、检测电极(7)和通孔(8)裸露在机箱外部。

4.根据权利要求1或2所述的基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，其特征在于，还包括机箱，激励电路、检测电路、激励电极(6)、检测电极(7)和通孔(8)均设置于机箱内部，机箱壳体设置有能够使毛细管穿入机箱、并依次穿过激励电极(6)、通孔(8)和检测电极(7)、再从机箱穿出的孔穴。

5.根据权利要求1或2所述的基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，其特征在于，所述的激励电极(6)、检测电极(7)和通孔(8)的内径为多个值，不同内径的激励电极(6)、检测电极(7)和通孔(8)之间能够任意组合。

6.根据权利要求5所述的基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，其特征在于，通过跳线、拨码开关或继电器实现不同内径的激励电极(6)、检测电极(7)和通孔(8)之间任意组合。

7.根据权利要求1所述的基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，其特征在于，所述激励板(1)的激励电路和激励电极(6)之间，以及激励电路周围，设置有屏蔽焊盘(10)；检测板(2)的检测电路和检测电极(7)之间，以及检测电路周围，设置有屏蔽焊盘(10)；所述屏蔽焊盘(10)将激励板(1)、检测板(2)和绝缘屏蔽板(3)中起屏蔽作用的线或/和面连接在一起。

8.根据权利要求7所述的基于PCB板的电容耦合非接触电导检测器，其特征在于，激励板(1)上的屏蔽焊盘(10)和检测板(2)上的屏蔽焊盘(10)位置相同。

9.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7和8所述的基于PCB板的电容耦合非接触电导检测装置，其特征在于，所述的PCB板为双层、四层、六层或八层板。