CN105333809A - 厚度检测传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种厚度检测传感器，传感器包括第一容纳部和第二容纳部；第一电极组件，设置在第一容纳部的内部；第二电极组件，设置在第二容纳部的内部，第二电极组件与第一电极组件相对间隔设置，第一电极组件与第二电极组件之间形成检测物品的运送通道；第一电极组件和第二电极组件之间具有电压，第二电极组件用于检测第一电极组件和第二电极组件之间的感应电荷。通过本发明提供的技术方案，能够解决现有技术中的装置体积大、检测精度低的问题。

Description

厚度检测传感器

技术领域

本发明涉及薄膜厚度测量技术领域，具体而言，涉及一种厚度检测传感器。

背景技术

目前，如纸张、票据、塑料薄膜、纺织物品等薄片状物品的厚度测量，在其产品的生产过程中具有重要地位。当前，各行业使用的厚度检测技术主要包括霍尔器件、反射型超声波、透射型超声、电磁感应式、涡流式等测试仪测试物品厚度。但这些装置作为在线检测使用时，其体积较大、检测精度较低。

发明内容

本发明提供一种厚度检测传感器，以解决现有技术中的装置体积大、检测精度低的问题。

根据本发明提供的一种厚度检测传感器，传感器包括第一容纳部和第二容纳部；第一电极组件，设置在第一容纳部的内部；第二电极组件，设置在第二容纳部的内部，第二电极组件与第一电极组件相对间隔设置，第一电极组件与第二电极组件之间形成检测物品的运送通道；第一电极组件和第二电极组件之间具有电压，第二电极组件用于检测第一电极组件和第二电极组件之间的感应电荷。

进一步地，第一电极组件包括第一基板、第一电极以及第一信号端口，第一电极设置在第一基板上，第一信号端口与第一电极电连接；第二电极组件包括第二基板、第二电极以及第二信号端口，第二电极设置在第二基板上，第二信号端口与第二电极电连接。

进一步地，第一电极组件还包括第一屏蔽电极，设置在第一基板上，且第一屏蔽电极环绕在第一电极的外侧。

进一步地，第二电极组件还包括第二屏蔽电极，设置在第二基板上，且第二屏蔽电极环绕在第二电极的外侧。

进一步地，第一基板和第二基板之间的间距在1mm至10mm之间。

进一步地，传感器还包括第一保护层，第一保护层设置在第一容纳部的开口处。

进一步地，传感器还包括第二保护层，第二保护层设置在第二容纳部的开口处，第一保护层和第二保护层之间形成检测物品的运送通道。

进一步地，第一保护层设置在第一容纳部开口的端面上，第一保护层上位于运送通道进口处和出口处的两侧的端面为斜面；第二保护层设置在第二容纳部开口的端面上，第二保护层上位于运送通道进口处和出口处的两侧的端面为斜面，第一保护层两侧斜面与第二保护层两侧斜面形成的开口方向朝外侧设置。

进一步地，传感器还包括间距调节装置，设置在第一容纳部和第二容纳部之间，间距调节装置用于调节第一容纳部和第二容纳部之间的间距。

进一步地，传感器还包括输出控制器，输出控制器设置在第二电极与第二信号端口之间，输出控制器用于处理第二电极检测的信号。

进一步地，输出控制器包括顺次连接的阻抗匹配组件、移位控制组件以及差分放大器，阻抗匹配组件与第二电极电连接，差分放大器与第二信号端口电连接。

进一步地，第一容纳部上沿运送通道方向的两侧设置有第一凸缘；第二容纳部上沿运送通道方向的两侧设置有第二凸缘，第一凸缘与第二凸缘在运送通道的进口处和出口处均形成开口，开口朝外侧张开。

应用本发明的技术方案，在第一电极组件和第二电极组件之间加载电压，并检测第一电极组件和第二电极组件之间的感应电荷，通过实时检测的感应电荷数量能够计算获得检测物的厚度值。本发明提供的装置结构简单、体积小，且通过感应电荷检测物体厚度值能够使数据更加准确，如此能够提高传感器的检测精度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明第一实施例提供的厚度检测传感器的主视图；

图2示出了图1中厚度检测传感器的左视图；

图3示出了图1中第一电极组件的结构示意图；

图4示出了图1中第二电极组件的结构示意图；

图5示出了根据本发明第二实施例提供的厚度检测传感器的结构示意图；

图6示出了根据本发明第三实施例提供的厚度检测传感器的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一容纳部；20、第二容纳部；30、第一电极组件；31、第一基板；32、第一电极；33、第一信号端口；34、第一屏蔽电极；40、第二电极组件；41、第二基板；42、第二电极；43、第二信号端口；44、第二屏蔽电极；50、第一保护层；60、第二保护层；70、间距调节装置；80、输出控制器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，在本发明实施例中，提供了一种厚度检测传感器，传感器包括：第一容纳部10、第二容纳部20、第一电极组件30以及第二电极组件40。其中，第一电极组件30设置在第一容纳部10的内部，第二电极组件40设置在第二容纳部20的内部，第二电极组件40与第一电极组件30相对间隔设置，第一电极组件30与第二电极组件40之间形成检测物品的运送通道。在对运送通道内的检测物品进行检测时，在第一电极组件30上加载电压，通过设置在第一电极组件30对面的第二电极组件40检测二者之间的产生的感应电荷，根据检测到的感应电荷即可计算处检测物品的厚度。第一容纳部10和第二容纳部20可由塑料制成。

当在第一电极组件30上施加一定的电压时，就会在第二电极组件40上感应出电荷。可选地，在第一电极组件30上施加的电压通常在10V至50V之间，在本发明实施例中，将电压信号设置为24V。第二电极组件40上的感应电荷数量，取决于两个电极组件的面积、两个电极组件相隔的距离、第一电极组件30上施加的电压大小以及两个电极组件之间的介电常数。在第一电极组件30和第二电极组件40结构不变的情况下，感应电荷的数量只与两个电极组件之间的介电常数有关。当待检测物品经过运送通道时，会改变两个电极组件之间介质的介电常数，进而会造成第二电极组件40上感应电荷的数量也发生变化，当待检测物品的厚度不同，两个电极组件间的介电常数也不同，由此检测到感应电荷的数量也不同。通过上述计算方法，即可通过实时检测感应电荷计算出待检测物品的厚度。

应用本发明的技术方案，在第一电极组件30和第二电极组件40之间加载电压，并检测第一电极组件30和第二电极组件40之间的感应电荷，通过实时检测的感应电荷数量能够计算获得检测物的厚度值。本发明提供的装置结构简单、体积小，且通过感应电荷检测物体厚度值能够减少对检测装置的依赖性，避免由于检测装置的制造精度差而导致检测结果精度差的现象发生，使数据更加准确，如此能够提高传感器的检测精度。并且，该装置能够设置在物品运送的通道上，在不妨碍检测物品运送的同时实时对物品进行检测。

如图3和图4所示，具体地，该第一电极组件30包括第一基板31、第一电极32以及第一信号端口33，第二电极组件40包括第二基板41、第二电极42以及第二信号端口43。其中，第一电极32设置在第一基板31上，第一信号端口33与第一电极32电连接，第二电极42设置在第二基板41上，第二信号端口43与第二电极42电连接。通过第一信号端口33向第一电极32加载电压，第二电极42将检测的感应电荷数据通过第二信号端口43传送至处理器进行处理。其中，第二信号端口43也可作为输入端，向第二电极组件提供必要地电源信号以及控制信号。可选地，第一基板31和第二基板41可由PCB板、陶瓷基板或玻璃板制成。

其中，本发明实施例中的传感器为图像传感器，第二电极42为复数个，多个第二电极42沿运送通道并排排列在第二基板41上。其中，第二电极42的数量由实际扫描对象以及对扫描分辨率的要求而定。通过第二电极42对检测物品进行处理，并将检测信号发送至处理器处理，即可获取该检测物品的图像信息。

为了减少周围噪音信号对第一电极组件30和第二电极组件40的干扰，将第一屏蔽电极34设置在第一基板31上，并且使第一屏蔽电极34环绕在第一电极32的外侧。对应地，将第二屏蔽电极44设置在第二基板41上，并且使第二屏蔽电极44环绕在第二电极42的外侧。

其中，第一基板31和第二基板41之间的间距太小会妨碍检测物品运输，第一基板31和第二基板41之间的间距太大会影响检测精度，因此，在本发明实施例中，将第一基板31和第二基板41之间的间距设置在1mm至10mm之间。

具体地，为了避免第一电极组件30和第二电极组件40磨损和损坏，在第一容纳部10和第二容纳部20的开口处分别设置第一保护层50和第二保护层60，通过第一保护层50和第二保护层60形成检测物品的运送通道。其中，在选用保护层时，需要考虑保护层的硬度以及厚度，硬度需要起到对第一电极组件30和第二电极组件40的保护作用，厚度要尽可能的薄，以避免降低传感器对待测物品检测的灵敏度。此外，保护层不能对感应电荷产生影响或干扰。可选地，保护层可由玻璃制成。

如图5所示，为了便于检测物品进入运送通道，将第一保护层50的两侧以及第二保护层60的两侧设置为斜面，且第一保护层50两侧的斜面与第二保护层60两侧的斜面形成的开口方向朝外侧设置。

如图2所示，该传感器还包括间距调节装置70，间距调节装置70设置在第一容纳部10和第二容纳部20之间，通过间距调节装置70调节第一容纳部10和第二容纳部20之间的间距，能够满足对不同厚度物品进行检测的要求。

在本实施例中，该传感器还包括输出控制器80，输出控制器80设置在第二电极42与第二信号端口43之间，输出控制器80用于处理第二电极42检测的信号。

具体地，该输出控制器包括顺次连接的阻抗匹配组件、移位控制组件以及差分放大器，阻抗匹配组件与第二电极42电连接，差分放大器与第二信号端口43电连接。

其中，由于第二电极组件40包括多个第二电极42，需要将第二电极42检测的信号按顺序向外输出，因此通过移位控制组件进行移位。并且，第二电极42检测到的信号都是比较微弱的信号，因此需要进行放大处理后才能在后续电路中进行数字转化及运算处理，进而才能形成检测物品的厚度的分布图像。

如图6所示，在本发明提供的第三实施例中，为了便于检测物品进入运送通道，在第一容纳部10上沿运送通道方向的两侧设置第一凸缘，在第二容纳部20上沿运送通道方向的两侧设置第二凸缘，第一凸缘与第二凸缘形成开口，且该开口朝外侧张开。该结构简单、便于制作。并且能够将保护层分布内嵌在第一容纳部10和第二容纳部20内，以便于保护层的安放。可选地，在对保护层进行安放时可在保护层和容纳部之间装涂树脂，以使保护层和容纳部之间更加平滑。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种厚度检测传感器，其特征在于，所述传感器包括：

第一容纳部(10)和第二容纳部(20)；

第一电极组件(30)，设置在所述第一容纳部(10)的内部；

第二电极组件(40)，设置在所述第二容纳部(20)的内部，所述第二电极组件(40)与所述第一电极组件(30)相对间隔设置，所述第一电极组件(30)与所述第二电极组件(40)之间形成检测物品的运送通道；

所述第一电极组件(30)和所述第二电极组件(40)之间具有电压，所述第二电极组件(40)用于检测所述第一电极组件(30)和所述第二电极组件(40)之间的感应电荷。

2.根据权利要求1所述的厚度检测传感器，其特征在于，

所述第一电极组件(30)包括第一基板(31)、第一电极(32)以及第一信号端口(33)，所述第一电极(32)设置在所述第一基板(31)上，所述第一信号端口(33)与所述第一电极(32)电连接；

所述第二电极组件(40)包括第二基板(41)、第二电极(42)以及第二信号端口(43)，所述第二电极(42)设置在所述第二基板(41)上，所述第二信号端口(43)与所述第二电极(42)电连接。

3.根据权利要求2所述的厚度检测传感器，其特征在于，所述第一电极组件(30)还包括第一屏蔽电极(34)，设置在所述第一基板(31)上，且所述第一屏蔽电极(34)环绕在所述第一电极(32)的外侧。

4.根据权利要求2所述的厚度检测传感器，其特征在于，所述第二电极组件(40)还包括第二屏蔽电极(44)，设置在所述第二基板(41)上，且所述第二屏蔽电极(44)环绕在所述第二电极(42)的外侧。

5.根据权利要求2所述的厚度检测传感器，其特征在于，所述第一基板(31)和所述第二基板(41)之间的间距在1mm至10mm之间。

6.根据权利要求1所述的厚度检测传感器，其特征在于，所述传感器还包括第一保护层(50)，所述第一保护层(50)设置在所述第一容纳部(10)的开口处。

7.根据权利要求6所述的厚度检测传感器，其特征在于，所述传感器还包括第二保护层(60)，所述第二保护层(60)设置在所述第二容纳部(20)的开口处，所述第一保护层(50)和所述第二保护层(60)之间形成检测物品的运送通道。

8.根据权利要求7所述的厚度检测传感器，其特征在于，

所述第一保护层(50)设置在所述第一容纳部(10)开口的端面上，所述第一保护层(50)上位于所述运送通道进口处和出口处的两侧的端面为斜面；

所述第二保护层(60)设置在所述第二容纳部(20)开口的端面上，所述第二保护层(60)上位于所述运送通道进口处和出口处的两侧的端面为斜面，所述第一保护层(50)两侧斜面与所述第二保护层(60)两侧斜面形成的开口方向朝外侧设置。

9.根据权利要求1所述的厚度检测传感器，其特征在于，所述传感器还包括：

间距调节装置(70)，设置在所述第一容纳部(10)和所述第二容纳部(20)之间，所述间距调节装置(70)用于调节所述第一容纳部(10)和所述第二容纳部(20)之间的间距。

10.根据权利要求2所述的厚度检测传感器，其特征在于，所述传感器还包括：

输出控制器(80)，所述输出控制器(80)设置在所述第二电极(42)与所述第二信号端口(43)之间，所述输出控制器(80)用于处理所述第二电极(42)检测的信号。

11.根据权利要求10所述的厚度检测传感器，其特征在于，所述输出控制器(80)包括顺次连接的阻抗匹配组件、移位控制组件以及差分放大器，所述阻抗匹配组件与所述第二电极(42)电连接，所述差分放大器与所述第二信号端口(43)电连接。

12.根据权利要求1所述的厚度检测传感器，其特征在于，

所述第一容纳部(10)上沿所述运送通道方向的两侧设置有第一凸缘；

所述第二容纳部(20)上沿所述运送通道方向的两侧设置有第二凸缘，所述第一凸缘与所述第二凸缘在所述运送通道的进口处和出口处均形成开口，所述开口朝外侧张开。