CN106289444A - 物料检测装置 - Google Patents

Abstract

一种物料检测装置，适用于检测一个不导电材质的容器内部的物料，并包含一个第一感应区及一个控制模块。该第一感应区由该容器外侧检测该容器内部的物料。该控制模块送出一个第一测试信号给该第一感应区再读取一个第一回应信号，根据该第一回应信号判断该容器内有无物料。借此，不需与物料接触就能判断有无物料或物料位置变化，能避免该物料检测装置长期浸泡在液体中导致重金属或有毒物质溶出的问题、或水垢卡住动作关节处无法顺利运作而造成感应不良或误判问题、及维修清洗不便的问题，具有较大的市场潜力。

Description

物料检测装置

技术领域

本发明涉及一种物料检测装置，特别是涉及一种用于检测容器内有无物料或物料位置变化的物料检测装置。

背景技术

液位检测装置为现有一种用于检测物料高度位置变化的物料检测装置，一般常见有浮球感应式，及磁铁与磁簧开关感应式(使用磁簧开关)。

其中，浮球感应式、磁铁与磁簧开关感应式皆须放置于物料内才能作动，例如马桶水箱或饮水机的水位检测是将浮球或磁簧开关浸泡在液体中才能进行感应检测，因此会产生以下问题：

一、液体污染：由于浮球或磁簧开关在生产过程中可能接触重金属或有毒物质，长期浸泡在液体中会导致重金属或有毒物质溶出，尤其在应用于饮用水的液面检测时，会产生人体健康问题。

二、沉积物影响运作：以浸泡在水中为例，长期浸泡会使水垢沉积在浮球、磁簧开关的动作结构处，如此，会导致动作关节处被水垢卡住而无法顺利运作，造成感应不良或误判。

三、不易维护：由于必须设置在液体中，因此要维修清洗时都十分不方便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能解决上述问题的物料检测装置。

本发明的物料检测装置，适用于检测一个不导电材质的容器内部的物料，该物料检测装置包含一个第一感应区及一个控制模块。

该第一感应区适用于由该容器外侧感测该容器内部的物料。

该控制模块电连接于该第一感应区并送出一个第一测试信号给该第一感应区再读取一个第一回应信号，根据该第一回应信号判断该容器内部邻近于该第一感应区处有无物料。

本发明的物料检测装置，还包含一个设置于该容器外侧的基板，且该第一感应区及该控制模块分设于该基板的相反两侧面。

本发明的物料检测装置，还包含一个电连接该控制模块且靠设于该容器外侧的第二感应区，该控制模块送出一个第二测试信号给该第二感应区再读取一个第二回应信号，该第一感应区与该第二感应区的设置高度位置不同。

本发明的物料检测装置，还包含一个设置于该容器外侧的基板，该第一感应区与该第二感应区设置于该基板。

本发明的物料检测装置，该第一感应区与该第二感应区于该基板上呈斜角排列。

本发明的物料检测装置，还包含一个供该第一感应区及该控制模块设置的基板。

本发明的物料检测装置，该第一感应区与该第二感应区同设于该基板其中一侧面，且该控制模块设于该基板另一侧面。

本发明的物料检测装置，还包含一个基板及两个感应板，该控制模块设置于该基板，且该第一感应区及该第二感应区分别设置于所述感应板。

本发明的物料检测装置，还包含一个供该第一感应区设置的感应板，及一个供该控制模块设置的基板，该第一感应区紧邻于该容器外侧且该基板设于该感应板未设置该第一感应区的一侧面。

本发明的物料检测装置，该第一感应区实质上呈线状。

本发明的物料检测装置，还包含一个设置于该容器外侧的基板，且该第一感应区及该控制模块设于该基板同一侧面。

本发明的物料检测装置，还包含一个设置于该容器外侧且供该控制模块设置的基板，及一个供该第一感应区设置的感应板，该感应板实质上平行连接该基板，且该控制模块与该第一感应区皆设置于同一侧。

本发明的物料检测装置，该第一感应区靠设于该容器外侧，且该控制模块及该第一感应区使用电容感应技术。

本发明的物料检测装置，该第一感应区与该容器相对移动。

本发明的物料检测装置，还包含一个包覆该控制模块的外壳。

本发明的有益效果在于：通过设置该第一感应区及该控制模块，可以检测容器内有无物料或物料位置变化，并能避免长期浸泡在液体中会导致重金属或有毒物质溶出的问题、水垢卡住动作关节处无法顺利运作而造成感应不良或误判问题、及维修清洗不便的问题，并具有较大的市场潜力。

附图说明

图1是本发明物料检测装置的第一实施例的示意图；

图2是该第一实施例于一个容器上的示意图；

图3是该第一实施例于该容器上的另一个示意图；

图4～8分别是该第一实施例的第二～第六样态的示意图；

图9是该第一实施例的第七样态的分解示意图；

图10是该第一实施例的第七样态的组合示意图；

图11是该第一实施例的第八样态的示意图；

图12是本发明物料检测装置的第二实施例的示意图；

图13～17是该第二实施例的第二～第六样态的示意图；

图18是本发明物料检测装置的第三实施例的分解示意图；

图19是该第三实施例的组合示意图；

图20是该第三实施例的第二样态的分解示意图；及

图21是该第三实施例的第二样态的组合示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

参阅图1及图2，本发明物料检测装置的第一实施例适用于检测一个不导电的容器9内部的物料，该物料检测装置包含一个设置于该容器9外侧的基板2、一个第一感应区3，及一个控制模块4。

值得一提的是，该物料并不限于水或其他液体，也能为金属材质的物料或其他固体等。

该第一感应区3由该容器9外侧感测该容器9内部的物料，设置于该基板2的其中一侧面且靠设于该容器9外侧，其中，该第一感应区3实质上呈沿水平方向延伸，如此，可以增加该第一感应区3的感应灵敏度。

该第一感应区3为导电材料，能为不锈钢、铜箔、铁片等。

该控制模块4设置于该基板2异于该第一感应区3位置的另一侧面，且电连接该第一感应区3，送出一个第一测试信号给该第一感应区3再读取一个第一回应信号，根据该第一回应信号判断该容器9内部邻近于该第一感应区3处有无物料。

在本发明所有实施例中，该控制模块4及该第一感应区3使用电容感应技术，所侦测的是外界电容值的变化信号，但也可以是电流值、电压值、或电阻值的变化。

其中，该第一感应区3与该控制模块4并不限于位于相异侧面，也能依实际需求而位于相同侧面。

参阅图1、图2及图3，该第一感应区3与该容器9内的物料以该容器9作为间隔，该控制模块4内设有晶片能读取由该第一感应区3所感测到的外部电容值。使用时，将本发明的物料检测装置紧邻安装于该容器9外侧一个预定高度的设定位置，先读取在该设定位置无物料状态的电容值做为一个基准值。当该容器9内的物料高度位置高于该设定位置时(如图3)，该第一感应区3所感应到的电容值会高于该基准值，该控制模块4根据该第一感应区3所感应的电容进行判断该容器9内部邻近于该第一感应区3处有无物料，以得知物料高度位置是否高于或低于该第一感应区3的设定位置，进而启动自动补充物料或停止补充物料的编程，但本发明也能做为其他启动编程的一个开关，不受此限。

值得一提的是，该第一感应区3除了能如图1所示设置于该控制模块4的上方(或下方)，也能如图4的第二样态所示，该第一感应区3沿水平方向设置于该控制模块4的右方(或左方)、或如图5的第三样态所示，该第一感应区3使用一个沿水平方向延伸的电线或排线作为实施，该第一感应区3实质上呈线状，同样能达到感应电容的功能。

通过将该第一感应区3设计为细长型，可以缩小该第一感应区3的感应区域的上下限，以提升感应区域的精准度。

参阅图6及图7，分别为该第一实施例的第四、五样态，该第四、五样态与上述的差异在于：该第四、五样态还包含一个电连接该控制模块4且靠设于该容器9(见图2)外侧的第二感应区5，及一个供该第二感应区5设置的感应板6，该控制模块4送出一个第二测试信号给该第二感应区5再读取一个第二回应信号，根据该第二回应信号判断该容器9内部邻近于该第二感应区5处有无物料，以得知物料高度位置是否高于第二感应区5所对应的高度位置，该第一感应区3与该第二感应区5的设置高度位置不同，且该第二感应区5与该控制模块4使用电线连接，其摆放高度位置可以自由调整，应了解的是在图面所绘制的只是示意其连接关系，并不拘限电线与该控模块4的连接位置。该第二感应区5为导电材料，能为不锈钢、铜箔、铁片等。

通过将该第一感应区3与该第二感应区5设置在不同高度位置，可以启动两种不同的编程，实际应用上，例如当物料高度位置超过第二感应区5所对应的高度位置时，设计一个警示灯闪灭，而当物料高度位置超过该第一感应区3所对应的高度位置时设计成自动断电。

参阅图2及图8，图8为该第一实施例的第六样态，该第六样态与上述的差异在于：该第六样态还包含另一个供该第一感应区3设置的感应板6，该第一感应区3与该控制模块4使用电线连接。

其中，所述感应板6能使用硬板实施，但若该容器9表面为曲面时，则所述感应板6也能使用软板实施，如此，能增加该第一感应区3、该第二感应区5与该容器9的服贴度，以提高该第一感应区3、该第二感应区5的感应灵敏度。

参阅图9及图10，为该第一实施例的第七样态，该第七样态是类似于上述第六样态，其差异在于：该第七样态还包含两个设置于该基板2且分别电连接该控制模块4以传输讯号的连接器71、两个分别设置于该连接器71的接头72，及一个供该基板2设置的外壳8，该外壳8包覆该控制模块4并提供保护或密封效果。该第一感应区3、该第二感应区5所感应的信号经由其中一个接头72传送至其中一个连接器71，再经该控制模块4运算处理后，经另一个连接器71及另一个接头72输出以供后续使用，同时外部也能通过另一个接头72输入一个校正设定信号到该控制模块4运算处理。

为说明方便，图中左侧的该接头72的五条接线分别由下至上标号为721～725，且其讯号如下表所示：

表1

该接线725作为校正设定使用，在该容器9(见图2)未装填物料时，先通过控制该接线725以将在该设定位置无物料状态的电容值做为该基准值(也就是说对该控制模块4作校正归零动作)，接着使用时，该第一感应区3、该第二感应区5所感应的信号则会分别经由该接线723、724输出以供后续使用。

其中，该基板2上的该控制模块4能通过该外壳8获得保护，或是经由灌胶作出披覆层(图未示)以保护该基板2上的控制模块4。

参阅图11，为该第一实施例的第八样态，该第八样态类似于上述的该第三样态(图5)，其中，该第二感应区5使用一个沿水平方向延伸的电线或排线作为实施。

参阅图12，为本发明物料检测装置的一个第二实施例，该第二实施例是类似于该第一实施例，该第二实施例与该第一实施例的差异在于：

该第一感应区3、该控制模块4及该第二感应区5皆设置于该基板2，且该第一感应区3与该第二感应区5位于该基板2同一侧面，该控制模块4则位于该基板2另一侧面，于图12中，该第一感应区3、该第二感应区5的设置位置分别为该控制模块4的短边的上下方，但也能如图13所示分别设置于该控制模块4的长边的上下方、或如图14所示皆设置于该控制模块4右侧(或左侧)，且该第一感应区3、该第二感应区5间具有高度差、或如图15、16所示设置于该控制模块4上下方且呈斜角排列、或如图17所示设置于该控制模块4右侧(或左侧)且呈斜角排列，使该第一感应区3及该第二感应区5间的距离尽量远离，就能减少互相干扰的影响。

参阅图18及图19，为本发明物料检测装置的一个第三实施例，该第三实施例是类似于该第一实施例，该第三实施例与该第一实施例的差异在于：

该第三实施例还包含一个供该第一感应区3设置于一侧面的感应板6、一个设置于该基板2的连接器71、一个连接该连接器71的接头72，及一个外壳8，该基板2叠设于该感应板6未设置该第一感应区3的一侧面，该外壳8包覆套设于叠设的该基板2及该感应板6。

其中，该接头72的四条接线分别由下至上标号为721～723、725，且其讯号如下表所示：

表2

接线标号	名称	说明
			721	低电压(Vss)	-
722	高电压(Vdd)	-
			723	第一讯号(Signal1)	数位输出
725	校正(Adjust)	输入

各接线721～723、725运作方式类似上述，所以不再赘述。

参阅图20及图21，为该第三实施例的另一个样态，此样态与上述的差异在于该感应板6设计为细长型，且该第一感应区3也搭配呈细长条状且设置位置在该控制模块4的右侧(或左侧)，通过将该感应板6及该第一感应区3设计为细长条状，可以缩小该第一感应区3的感应区域的上下限，以提升感应区域的精准度。

其中，该感应板6也能不与该基板2叠设，而是实质上平行连接于该基板2，且该控制模块4与该第一感应区3皆设置于同一侧。

值得注意的是，以上所有实施例都能像第三实施例一样安装该外壳8以保护该控制模块4。

经由以上的说明，能将上述实施例的优点归纳如下：

一、通过设置该第一感应区3及该控制模块4，并借该第一感应区3由该容器9外侧检测该容器9内部的物料，可以通过感应电容的变化，而得知该容器9内部邻近于该第一感应区3处有无物料，且由于该物料检测装置是设置于该容器9外侧，并是使用信号传输而不具有机械架构，因此可以避免现有技术中长期浸泡在液体中会导致重金属或有毒物质溶出的问题、水垢卡住动作关节处无法顺利运作而造成感应不良或误判问题、及维修清洗不便的问题，相较于现有技术具有极大的市场潜力。

二、通过设置该第二感应区5，且将该第一感应区3与该第二感应区5的高度位置设置为不同，可以具有检测两个物料高度位置的功能，增加实用性；而通过将该第一感应区3与该第二感应区5设计为斜角排列，则能使该第一感应区3及该第二感应区5间的距离尽量远离，减少互相干扰的影响。

三、通过将该第一感应区3设计为细长型，可以缩小该第一感应区3的感应区域的上下限，以提升感应区域的精准度。

四、该物料检测装置也能应用于生产线上自动检测一个输送带(图未示)上的多个容器是否有被确实填充物料，使用时只需使该物料检测装置靠近并与该输送带上的容器相对移动，例如将该物料检测装置固定于该输送带旁，并使该输送带持续运转以输送容器经过该物料检测装置，若该物料检测装置检测到所经过的某一个容器内无填充物料，即可启动停止运转的编程，并警示作业人员注意，能避免瑕疵品流出生产线，所以本发明的物料检测装置具有极广的市场应用性。

综上所述，所以确实能达成本发明的目的。

以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。

Claims (15)

1.一种物料检测装置，适用于检测一个不导电材质的容器内部的物料，该物料检测装置包含一个第一感应区，其特征在于：

该第一感应区适用于由该容器外侧感测该容器内部的物料；

该物料检测装置还包含一个控制模块，该控制模块电连接于该第一感应区并送出一个第一测试信号给该第一感应区再读取一个第一回应信号，根据该第一回应信号判断该容器内部邻近于该第一感应区处有无物料。

2.根据权利要求1所述的物料检测装置，其特征在于：还包含一个设置于该容器外侧的基板，且该第一感应区及该控制模块分设于该基板的相反两侧面。

3.根据权利要求1所述的物料检测装置，其特征在于：还包含一个电连接该控制模块且靠设于该容器外侧的第二感应区，该控制模块送出一个第二测试信号给该第二感应区再读取一个第二回应信号，该第一感应区与该第二感应区的设置高度位置不同。

4.根据权利要求3所述的物料检测装置，其特征在于：还包含一个设置于该容器外侧的基板，其中，该第一感应区与该第二感应区设置于该基板。

5.根据权利要求4所述的物料检测装置，其特征在于：该第一感应区与该第二感应区于该基板上呈斜角排列。

6.根据权利要求3所述的物料检测装置，其特征在于：还包含一个供该第一感应区及该控制模块设置的基板。

7.根据权利要求6所述的物料检测装置，其特征在于：该第一感应区与该第二感应区同设于该基板其中一侧面，且该控制模块设于该基板另一侧面。

8.根据权利要求3所述的物料检测装置，其特征在于：还包含一个基板及两个感应板，该控制模块设置于该基板，且该第一感应区及该第二感应区分别设置于所述感应板。

9.根据权利要求1所述的物料检测装置，其特征在于：还包含一个供该第一感应区设置的感应板，及一个供该控制模块设置的基板，该第一感应区紧邻于该容器外侧且该基板叠设于该感应板未设置该第一感应区的一侧面。

10.根据权利要求1所述的物料检测装置，其特征在于：该第一感应区实质上呈线状。

11.根据权利要求1所述的物料检测装置，其特征在于：还包含一个设置于该容器外侧的基板，且该第一感应区及该控制模块设于该基板同一侧面。

12.根据权利要求1所述的物料检测装置，其特征在于：还包含一个设置于该容器外侧且供该控制模块设置的基板，及一个供该第一感应区设置的感应板，该感应板实质上平行连接该基板，且该控制模块与该第一感应区皆设置于同一侧。

13.根据权利要求1所述的物料检测装置，其特征在于：该第一感应区靠设于该容器外侧，且该控制模块及该第一感应区使用电容感应技术。

14.根据权利要求1所述的物料检测装置，其特征在于：该第一感应区与该容器相对移动。

15.根据权利要求1所述的物料检测装置，其特征在于：还包含一个包覆该控制模块的外壳。