CN107422001A - 一种电容层析成像传感器 - Google Patents

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张立峰
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Abstract

本发明公开了一种电容层析成像传感器，包括转轴，左外套杆和右外套杆的一端分别绕所述转轴转动铰接，所述左外套杆的内空腔体中嵌套有左内套杆，所述右外套杆的内空腔体中嵌套有右内套杆，所述左内套杆和右内套杆末端均垂直设置有凸柱且两个凸柱上分别对应嵌套安装有左传感器片和右传感器片，所述左传感器片和右传感器片中一传感器片上安装有激励电极且另一传感器片上安装有测量电极，所述左传感器片和所述右传感器片均分别与计算机电连接。本发明提供的成像传感器可以十分方便的计算出两个传感器片之间的距离，大大降低了人工测量而造成的误差甚至错误，实用性强，可靠性高。

Description

一种电容层析成像传感器
技术领域
本发明涉及电容层析成像技术领域，具体为一种电容层析成像传感器。
背景技术
电容层析成像技术的原理可以描述为：不同的介质有不同的介电常数，若两种具有不同介电常数的物质混在一起,当各物质组分浓度及其分布发生变化时，会引起混合物介电常数的变化。从而使其测量电容值随之发生变化，电容值的大小反映了混合物各组分浓度的大小和分布状况。电容层析成像技术不仅具有过程层析成像技术的非侵入、可视化等优点，同时又具有成本低、成像速度快等特点，使其广泛应用于测量未知或已知材料的特性，包括未知材料的电容率，已知材料的厚度以及对已知流体或气体进行非接触测量并实现图像可视化。但是对于多种厚度的材料来说，由于厚度的变化自然会带来不同传感器片之间距离的变化，而使用目前常用的固定距离的传感器片对自然会带来数据上读取的不方便等一系列问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电容层析成像传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电容层析成像传感器，包括转轴，左外套杆和右外套杆的一端分别绕所述转轴转动铰接，所述左外套杆的内空腔体中嵌套有左内套杆，所述右外套杆的内空腔体中嵌套有右内套杆，所述左内套杆和右内套杆末端均垂直设置有凸柱且两个凸柱上分别对应嵌套安装有左传感器片和右传感器片，所述左传感器片以所相对应的所述凸柱为轴心做旋转运动，所述右传感器片以所相对应的所述凸柱为轴心做旋转运动，所述左传感器片和所述右传感器片分别可拆卸安装于所相对应的所述凸柱上，所述左传感器片和右传感器片中一传感器片上安装有激励电极且另一传感器片上安装有测量电极，所述左传感器片和所述右传感器片均分别与计算机电连接。
优选的，所述左传感器片和右传感器片平行设置。
优选的，所述左传感器片和右传感器片均为同等规格的金属薄片或金属圆弧薄片。
优选的，所述转轴、左外套杆、右外套杆、左内套杆、右内套杆和凸柱均采用有机玻璃或非导电材质制作。
优选的，所述左传感器片和右传感器片中一传感器片上安装有屏蔽电极且另一传感器片上安装有保护电极。
优选的，所述左外套杆、右外套杆、左内套杆和右内套杆上刻有刻度线。
优选的，所述转轴处安装有圆角尺且转轴所处位置为圆角尺的圆心。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的成像传感器可以十分方便的计算出两个传感器片之间的距离，大大降低了人工测量而造成的误差甚至错误，实用性强，可靠性高。
附图说明
图1为本发明的外部结构示意图；
图2为本发明的内部结构示意图；
图3为本发明的两个传感器片结构示意图；
图4为本发明的两个传感器片另一实施例示意图；
图5为本发明的另一实施例外部结构示意图。
图中：1转轴、2左外套杆、3右外套杆、4左内套杆、5右内套杆、6左传感器片、7右传感器片、8内空腔体、9凸柱、10激励电极、11测量电极、12圆角尺、13计算机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明的外部结构示意图，图2为本发明的内部结构示意图，图3为本发明的两个传感器片结构示意图，下面结合图1-3对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种电容层析成像传感器，包括转轴1，左外套杆2和右外套杆3的一端分别绕所述转轴1转动铰接，所述左外套杆2的内空腔体8中嵌套有左内套杆4，所述右外套杆3的内空腔体8中嵌套有右内套杆5，所述左内套杆4和右内套杆5末端均垂直设置有凸柱9且两个凸柱9上分别对应嵌套安装有左传感器片6和右传感器片7，所述左传感器片6以所相对应的所述凸柱9为轴心做旋转运动，所述右传感器片7以所相对应的所述凸柱9为轴心做旋转运动，所述左传感器片6和所述右传感器片7分别可拆卸安装于所相对应的所述凸柱9上，所述左传感器片6和右传感器片7中一传感器片上安装有激励电极10且另一传感器片上安装有测量电极11，所述左传感器片6和所述右传感器片7均分别与计算机13电连接，从计算机13的显示屏上可以直接查看到左传感器片6和右传感器片7所测量的数据以及成像结果。所述左传感器片6和右传感器片7平行设置，所述转轴1、左外套杆2、右外套杆3、左内套杆4、右内套杆5和凸柱9均采用有机玻璃或非导电材质制作，从而避免产生电磁干扰或者漏电等事故。
图4为本发明的两个传感器片另一实施例示意图，与图3对比可知，所述左传感器片6和右传感器片7均为同等规格的金属薄片或金属圆弧薄片。且所述左传感器片6和右传感器片7中一传感器片上安装有激励电极10且另一传感器片上安装有测量电极11(也即一个传感器片上安装有激励电极10而另一个传感器片上安装有测量电极11)。
为了保护整个传感器安全以及防止干扰，可以在所述左传感器片6和右传感器片7中一传感器片上安装有屏蔽电极且另一传感器片上安装有保护电极。
图5为本发明的另一实施例外部结构示意图，是在上述图1-3的具体实施例基础上，在所述左外套杆2、右外套杆3、左内套杆4和右内套杆5上刻有刻度线，在所述转轴1处安装有圆角尺12且转轴1所处位置为圆角尺12的圆心，这样便可以通过直接读取刻度(也即长度)以及角度，然后通过数学知识(也即余弦定理)即可算出左传感器片6和右传感器片7之间的距离。
本具体实施的工作原理为：在使用中，左传感器片6和右传感器片7之间的距离和角度可以根据实际需要调整(左传感器片6和右传感器片7可以分别贴合于待测量物体的待检测两点处)，具体的说，也就是调整左外套杆2、左内套杆4和右外套杆3、右内套杆5之间的相对位置以及将左传感器片6和右传感器片7在凸柱9上旋转，当位置确定好后，开启激励电极10和测量电极11搭设工作电场，等一定时间电场稳定后即可从计算机13上直接获取左传感器片6和右传感器片7之间的电容成像结果。再通过读取刻度以及圆角尺12的角度，根据余弦定理构建数学模型，即可计算出左传感器片6和右传感器片7之间的距离，为接下来的电容层析成像分析做数据储备。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种电容层析成像传感器，包括转轴(1)，其特征在于：左外套杆(2)和右外套杆(3)的一端分别绕所述转轴(1)转动铰接，所述左外套杆(2)的内空腔体(8)中嵌套有左内套杆(4)，所述右外套杆(3)的内空腔体(8)中嵌套有右内套杆(5)，所述左内套杆(4)和右内套杆(5)末端均垂直设置有凸柱(9)且两个凸柱(9)上分别对应嵌套安装有左传感器片(6)和右传感器片(7)，所述左传感器片(6)以所相对应的所述凸柱(9)为轴心做旋转运动，所述右传感器片(7)以所相对应的所述凸柱(9)为轴心做旋转运动，所述左传感器片(6)和所述右传感器片(7)分别可拆卸安装于所相对应的所述凸柱(9)上，所述左传感器片(6)和右传感器片(7)中一传感器片上安装有激励电极(10)且另一传感器片上安装有测量电极(11)，所述左传感器片(6)和所述右传感器片(7)均分别与计算机(13)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种电容层析成像传感器，其特征在于：所述左传感器片(6)和右传感器片(7)平行设置。
3.根据权利要求1所述的一种电容层析成像传感器，其特征在于：所述左传感器片(6)和右传感器片(7)均为同等规格的金属薄片或金属圆弧薄片。
4.根据权利要求1所述的一种电容层析成像传感器，其特征在于：所述转轴(1)、左外套杆(2)、右外套杆(3)、左内套杆(4)、右内套杆(5)和凸柱(9)均采用有机玻璃或非导电材质制作。
5.根据权利要求1所述的一种电容层析成像传感器，其特征在于：所述左传感器片(6)和右传感器片(7)中一传感器片上安装有屏蔽电极且另一传感器片上安装有保护电极。
6.根据权利要求1所述的一种电容层析成像传感器，其特征在于：所述左外套杆(2)、右外套杆(3)、左内套杆(4)和右内套杆(5)上刻有刻度线。
7.根据权利要求6所述的一种电容层析成像传感器，其特征在于：所述转轴(1)处安装有圆角尺(12)且转轴(1)所处位置为圆角尺(12)的圆心。
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