CN111289585A - 一种多电极环状电容成像传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多电极环状电容成像传感器，属于电容成像技术领域。其技术方案为：一种多电极环状电容成像传感器，其特征在于，包括环形基体，所述环形基体内壁上设置有环形驱动极板，所述环形基体内壁位于所述环形驱动极板一侧均匀设置有若干个检测极板，所述环形基体内壁两端均设置有环形屏蔽极板。本发明的有益效果为：方便对杆状样本进行检测。
Description
技术领域
本发明涉及电容成像技术领域，尤其涉及一种多电极环状电容成像传感器。
背景技术
电容成像无损检测技术是一种利用电容之间静态电场检测样本的无损检测技术。电容成像无损检测技术具体原理可以描述为：常规的平行板电容器之间加上电势差，从而在两极板之间形成静态电场，当极板之间存在物体时，两极板之间的静态电场就会发生扰动，从而改变电容值使得检测信号发生变化，电容值变化的大小可以反映样本的缺陷信息。
电容成像无损检测技术是一种非接触式检测，利用静态电场的变化检测，可以实现非导体和导体表面缺陷的无损检测，主要包括非金属的管道、容器、储罐等设备和金属设备外表面的缺陷检测。电容成像检测技术不仅可以实现非侵入式检测，同时具有成本低，成像速度快，可以实现实时检测和监测。
无损检测技术的核心问题是传感器的设计和利用传感器获得有效信息。电容成像无损检测技术主要利用电容传感器的静态电场进行有效信息的获取，因此合理的电容传感器参数设计可以有效地提高缺陷的分辨率、检测效率和检测有效率。
目前，电容成像检测技术常用的电容成像传感器主要是平面式电容传感器。平面电容传感器可以有效地检测出平板样本缺陷，但是对于杆状物样本，平面电容传感器缺乏有效地适应性。同样，利用平面电容传感器很难检测出杆状样本的椭圆度，椭圆度是杆状样本的一项重要技术参数，因此需要一种适应于杆状样本检测的电容成像传感器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适应于杆状样本检测的多电极环状电容成像传感器。
本发明是通过如下技术方案实现的：一种多电极环状电容成像传感器，其特征在于，包括环形基体，所述环形基体内壁上设置有环形驱动极板，所述环形基体内壁位于所述环形驱动极板一侧均匀设置有若干个检测极板，所述环形基体内壁两端均设置有环形屏蔽极板。
所述环形驱动极板用于发出激励信号从而和所述检测极板之间形成电容成像检测用的准静态电场。所述环形屏蔽极板是用于屏蔽外部信号干扰和有效信息的分散。所述检测极板用于接收检测信号。在实际生产中，可以加工不同半径的传感器从而可以检测不同半径的杆状结构样本，具有显著提高电容成像检测在杆状结构无损检测的适应性。另外，所述环形驱动极板和所述环形基体均采用环形设置，使所述环形驱动极板与传感器整体结构相适应，可以提高信号在传感器之间分布的均匀性，从而提高检测精度和提升了杆状结构的适应性。
所述环形驱动极板、所述检测极板和所述环形屏蔽极板均嵌装在所述环形基体上。极板也可采用柔性极板并贴合在传感器基体内表面，减少了多传感器的使用，可以实现集成化电容传感器。
所述环形驱动极板和所述环形检测极板内侧均设置有BNC接头，所述环形基体上设置有与所述BNC接头配合的通孔，接线一般采用屏蔽线。
所述检测极板均匀设置有八个，所述检测极板的截面形状为矩形。所述检测极板均匀设置有八个和且检测面的截面形状为矩形，可以实现大信号接收，提高了检测缺陷的有效率，八个检测极板可以实现对缺陷的分辨和位置定位，从而区分缺陷。
还包括设置在所述环形基体外壁上的夹持机构，所述夹持机构包括两个夹持杆，所述夹持杆一端内侧固定设置有弧形夹具，另一端外侧固定设置有滑杆，两个所述夹持杆之间设置有弹簧，两个所述夹持杆之间且位于所述弹簧的外侧设置有凸轮，所述凸轮外端面中心位置固定设置有转轴，还包括固定架，所述固定架底部侧面开通有与所述滑杆配合的滑槽，所述转轴穿过所述固定架设置有把手，所述固定架的上部固定设置在所述环形基体上，所述弧形夹具设置在所述环形基体的下方，所述弹簧设置在所述环形基体的外侧，所述凸轮设置在所述弹簧的外侧，使所述弹簧不影响样本的穿过。
所述弧形夹具的内径与所述环形基体的内径相同。
所述夹具张开到极限位置，所述弧形夹具与所述环形基体同心，可以保证夹持样本时不移位。
所述固定架与所述环形基体通过螺栓固定，方便拆卸和更换电容器。
所述固定架上设置有与所述凸轮配合的弧形槽，可以用来卡住所述凸轮。
还包括传动机构，所述传动机构包括底座，所述底座上方设置有丝杠，所述丝杠一端伸出所述底座与带有减速器的电动机连接，所述丝杠上通过螺纹连接设置有移动板，所述底座上位于所述丝杠下方两侧设置有限位槽，所述移动板上设置有与所述限位槽配合的限位杆，所述固定架下部通过螺钉设置在所述移动板的顶部。当需要对整个杆状样本的进行检测或者检测样本较长时，可以先将杆状样本穿过所述环形基体，将所述固定架通过螺钉设置在所述移动板上，然后借助其他夹具将杆状样本两端进行固定，通过所述丝杠转动带动环形基体移动，方便检测。
本发明的有益效果为：方便对杆状样本进行检测，并且为了保证检测时候的准确性，设置了专用的所述夹持机构，检测时将所述环形基体套在杆状样本上，确定位置后转动所述把手，所述转轴带动所述凸轮转动，所述弧形夹具在所述弹簧的作用下往中间靠紧直到将样本夹住，然后进行检测。另外，当杆状样本较长时，可以先将杆状样本穿过所述环形基体，将所述固定架通过螺钉固定在所述移动板上，然后借助其他夹具将杆状样本两端进行固定，通过所述丝杠转动带动环形基体移动，方便检测，并通过专用设备进行信号调理、信号采集和显示处理。
附图说明
图1为本发明实施例中环形基体和固定架的结构示意图。
图2为本发明实施例中环形驱动极板、检测极板和环形屏蔽极板的结构示意图。
图3 为本发明实施例的整体结构示意图。
图4为图3中A处的局部放大图。
其中，附图标记为：1、环形基体；2、环形驱动极板；3、检测极板；4、环形屏蔽极板；5、夹持机构；6、螺栓；7、传动机构；8、螺钉；101、环形驱动极板槽；102、检测极板槽；103、环形屏蔽极板槽；501、夹持杆；502、弧形夹具；503、滑杆；504、弹簧；505、凸轮；507、固定架；508、滑槽；509、安装孔；510、通孔；511、螺钉孔；701、底座；702、丝杠；703、限位槽；704、电动机；705、移动板；706、限位杆。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
参见图1-图4，本发明是一种多电极环状电容成像传感器，包括环形基体1，环形基体1内壁上设置有环形驱动极板2，环形基体1内壁位于环形驱动极板2一侧均匀设置有若干个检测极板3，环形基体1内壁两端均设置有环形屏蔽极板4。
环形基体1内壁上设置有环形驱动极板槽101、检测极板槽102和环形屏蔽极板槽103，环形驱动极板2、检测极板3和环形屏蔽极板4嵌装在槽内。
检测极板3均匀设置有八个，检测极板3的截面形状为矩形。
还包括设置在环形基体1外壁上的夹持机构5，夹持机构5包括两个夹持杆501，夹持杆501一端内侧固定设置有弧形夹具502，另一端外侧固定设置有滑杆503，两个夹持杆501之间设置有弹簧504，两个夹持杆501之间且位于弹簧504外侧设置有凸轮505，凸轮505外端面中心位置固定设置有转轴，还包括固定架507，固定架507底部侧面开通有与滑杆503配合的滑槽508，固定架上设置有安装孔509，转轴506穿过安装孔509设置有把手，固定架507的上部固定设置在环形基体1上。弧形夹具502设置在环形基体1的下方，弹簧504设置在环形基体1的外侧。
弧形夹具502的内径与环形基体1的内径相同。
弧形夹具502张开到极限位置，弧形夹具502与环形基体1同心。
固定架507与环形基体1上均设置有通孔510，通过螺栓6固定。
固定架507上设置有与凸轮505配合的弧形槽。
还包括传动机构7，传动机构7包括底座701，底座701上方设置有丝杠702，丝杠702一端伸出底座701与带有减速器的电动机704连接，丝杠701上通过螺纹连接设置有移动板705，底座701上位于丝杠701下方两侧设置有限位槽703，移动板705下方俩侧设置有与限位槽703配合的限位杆706，固定架507下部设置有螺钉孔511，通过螺钉8设置在移动板705的顶部。
具体实施方式：检测时将环形基体1套在杆状样本上，确定位置后转动把手，把手上的转轴506带动凸轮505转动，弧形夹具502在弹簧504的作用下往中间靠紧直到将样本夹住，测完之后再转动把手，凸轮505转动并推动弧形夹具502张开，移动环形基体1再测下一位置。另外，当杆状样本较长时，可以先将杆状样本穿过环形基体1，将固定架507通过螺钉8固定在移动板705上，然后借助其他夹具将杆状样本两端进行固定，通过丝杠701转动带动环形基体1移动，方便检测。
本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种多电极环状电容成像传感器，其特征在于，包括环形基体，所述环形基体内壁上设置有环形驱动极板，所述环形基体内壁位于所述环形驱动极板一侧均匀设置有若干个检测极板，所述环形基体内壁两端均设置有环形屏蔽极板。
2.根据权利要求1所述的多电极环状电容成像传感器，其特征在于，所述环形驱动极板、所述检测极板和所述环形屏蔽极板均嵌装在所述环形基体上。
3.根据权利要求1所述的多电极环状电容成像传感器，其特征在于，所述检测极板均匀设置有八个，所述检测极板的截面形状为矩形。
4.根据权利要求1所述的多电极环状电容成像传感器，其特征在于，还包括设置在所述环形基体外壁上的夹持机构，所述夹持机构包括两个夹持杆，所述夹持杆一端内侧固定设置有弧形夹具，另一端外侧固定设置有滑杆，两个所述夹持杆之间设置有弹簧，两个所述夹持杆之间且位于所述弹簧外侧设置有凸轮，所述凸轮外端面中心位置固定设置有转轴；
还包括固定架，所述固定架底部侧面开通有与所述滑杆配合的滑槽，所述转轴穿过所述固定架设置有把手，所述固定架的上部固定设置在所述环形基体上；
所述弧形夹具设置在所述环形基体的下方，所述弹簧设置在所述环形基体的外侧。
5.根据权利要求4所述的多电极环状电容成像传感器，其特征在于，所述弧形夹具的内径与所述环形基体的内径相同。
6.根据权利要求4所述的多电极环状电容成像传感器，其特征在于，所述弧形夹具张开到极限位置，所述弧形夹具与所述环形基体同心。
7.根据权利要求1所述的多电极环状电容成像传感器，其特征在于，所述固定架与所述环形基体通过螺栓固定。
8.根据权利要求4所述的多电极环状电容成像传感器，其特征在于，所述固定架上设置有与所述凸轮配合的弧形槽。
9.根据权利要求4所述的多电极环状电容成像传感器，其特征在于，还包括传动机构，所述传动机构包括底座，所述底座上方设置有丝杠，所述丝杠一端伸出所述底座与带有减速器的电动机连接，所述丝杠上通过螺纹连接设置有移动板，所述底座上位于所述丝杠下方两侧设置有限位槽，所述移动板上设置有与所述限位槽配合的限位杆，所述固定架下部通过螺钉设置在所述移动板的顶部。
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