CN218765080U - 电容式定位设备 - Google Patents

Abstract

一种电容式定位设备，用于定位被封闭在介质中的目标物体，包括：外壳、显示器、平面形电路板、安装在所述平面形电路板上的用于测量电容值的CDC电容值感应传感器、和用于控制设备和分析数据的MCU单片机；其中，所述平面形电路板的下侧设有平面形的第一测量电极和第二测量电极，且所述第一测量电极和第二测量电极处于一个平面中；所述第一测量电极与所述CDC电容值感应传感器连接构成被所述目标影响的测量电容C1；所述第二测量电极与所述CDC电容值感应传感器连接构成被所述目标影响的测量电容C2；所述平面形电路板的上侧设有平面形的屏蔽电极；所述屏蔽电极与所述CDC电容值感应传感器的屏蔽脚位相连接。

Description

电容式定位设备

技术领域

本实用新型涉及定位设备。尤其是涉及用于电容式探测封闭在介质中的对象的定位设备。

背景技术

用于对封闭在介质中的目标测位的测量仪或相应的方法已由DE 10207424A1公开。DE10207424A1的测量仪借助其电容性传感装置的电容量的改变来探测封闭在介质中的目标，该电容量的改变通过被封闭的目标产生。封闭在介质中的目标改变了介质的介电特性，使得一个被移到目标附近的测量电容器受到源于目标的电容量改变或其阻抗的改变。该阻抗改变例如可通过电容性传感装置地测量电容器的位移电流(Verschiebestrom)来测量出。DE 10207424A1的定位仪包含一个电容性传感器，它主要由一个具有两个电容器电极的测量电容器组成。通过施加一个电压将在测量电容器的电极之间产生高频电场。由于施加的交变电压在电容器电极之间流过一个所谓的位移电流。当电压固定时，测量电容器的阻抗、即复数电阻愈小，该位移电流愈大。测量电容器的阻抗主要由位于电容器电极之间的材料来确定。如果具有这种测量电容器的定位仪被移到一个被封闭目标的附近，则改变了被测量电容器的电场扫过的区域中的材料成分。尤其通过被封闭的目标产生了材料介电常数的改变及由此产生测量仪阻抗的改变。

通过相应的分析处理算法，DE 10207424A1的测量仪可以确定出被封闭目标的位置。通过组合在测量仪中的监视器可将处理的信息进一步输出给用户，由此用户例如可推断出，他可以在墙上何处钻孔及钻多深，而不会有钻到被封闭在墙中的目标上的危险。

由于在DE 10207424A1的测量仪中使用的约2Ghz范围中的高频，也可以由隐蔽的目标引起最小介电夹杂物的指示。以此方式，通过这些测量仪例如在墙或地面中除金属封入物外还可以探测到非金属目标，例如木材或塑料。

专利号为CN200580004893.6的专利公开了一种用于对封闭在介质中的目标测位的方法，其中借助至少一个电容性高频传感器产生一个高频的第一探测信号，该探测信号作用到待探测的介质中，使得通过第一探测信号的测量及分析处理、尤其通过电容性传感装置的阻抗测量，获得封闭在介质中的目标的信息，其中：对至少一个另外的第二探测信号分析处理，以获得关于被封闭在介质中的目标的信息，其中，通过测量仪的一个位移传感机构检测信号的变化曲线。

还提出了一种手持式测量仪，用于对封闭在介质中的目标测位，具有一些传感器、一个控制所述传感器的中央控制单元和一个对这些传感器的各个测量信号分析处理的分析处理单元，其中，该测量仪的传感器包括至少一个电容性高频传感器，该传感器产生一个高频的第一探测信号以作用到待探测的介质中，使得通过第一探测信号的测量及分析处理、尤其通过电容性传感装置的阻抗测量可获得关于封闭在介质中的目标的信息，其中：该测量仪的所述传感器包括至少一个另外的传感器，用于产生至少一个另外的第二探测信号，以便获得关于被封闭在介质中的目标的信息，其中，通过该测量仪的一个位移传感机构可检测及显示信号的变化曲线。

根据本发明的、用于对封闭在介质中的目标测位的方法除处理一个电容性高频传感装置的探测信号外还处理至少一个另外的探测信号。这种方法一方面使用了一个电容性传感装置，它产生电磁场形式的一个高频探测信号，使得该电磁场作用到被探测介质中。封闭在介质中的目标此外影响介质的介电常数及由此也影响电容性的测量传感装置的介电常数。通过分析处理高频探测信号，尤其通过容性传感装置的阻抗测量可获得封闭在介质中的目标的位置的信息。

此外，根据本发明的方法还对至少一个另外的、附加的探测信号分析处理。借助该附加的探测信号可有利地获得关于被封闭目标的附加信息。

由至少两个探测信号获得的信息的组合使得例如可以进行除目标的纯测位、即目标位置或目标深度的确定外，还可进行目标材料的识别。因此可用该方法例如来区分不同的材料。如果在墙中深钻前使用该测量仪，则可除预先进行目标纯测位外还可给出关于封闭在介质中的目标的“危险性”。必要时可以区分开供电导线与木杆或类似物等。

通过相应的电路，可将电容性高频传感器用作螺钉类搜寻器类型的、通常的即低频的电容性传感器。为此例如可这样地调制所属的测量电容器的控制，使得它在高频激励与低频工作方式之间来回转换(“准并行工作”)。并且例如也可以是，根据本发明这样地控制电容性高频传感器的电极，使得它以一个电网电压探测器的方式工作，该电网电压探测器可电容性地探测例如一个电网电压导线的交变电压场。在该情况下电容性传感器将无源地、即不产生电场地工作，及由此能够指示例如墙壁中的电网电压导线的位置及走向。

因此，借助根据本发明的方法可在仅使用一个传感器的情况下产生一系列不同的探测信号，它们通过被分析处理可对相应的测量仪的使用者给出被封闭目标的附加信息。

本发明人发现，上述公开的技术方案存在如下缺点：测量仪的准确率不高，且没有显示装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种更高的检测准确率，通过手动控制的方法且具有显示装置的电容式定位设备。

本实用新型采用的技术方案是：一种电容式定位设备，用于定位被封闭在介质1中的目标物体2，包括：外壳3、显示器4、平面形电路板6、安装在所述平面形电路板6上的用于测量电容值的CDC电容值感应传感器61、和用于控制设备和分析数据的MCU单片机62；其中，所述平面形电路板6的下侧设有平面形的第一测量电极71和第二测量电极72，且所述第一测量电极71和第二测量电极72处于一个平面中；所述第一测量电极71与所述CDC电容值感应传感器61连接构成被所述目标物体影响的测量电容C1；所述第二测量电极72与所述CDC电容值感应传感器61连接构成被所述目标物体影响的测量电容C2；所述平面形电路板6的上侧设有平面形的屏蔽电极8；所述屏蔽电极8与所述CDC电容值感应传感器61的屏蔽脚位连接。

进一步地，所述平面形电路板6的下侧还设有平面形的N个第三测量电极73，且所述第一测量电极71、第二测量电极72和所述N个第三测量电极73处于一个平面中；所述N个第三测量电极73与所述CDC电容值感应传感器连接构成被所述目标影响的测量电容Cn。

进一步地，所述第一测量电极71、第二测量电极72和所述N个第三测量电极73中任意一个测量电极的面积均大于10平方毫米(10mm²)。

进一步地，所述N为1-5之间的任一数字。

进一步地，所述屏蔽电极的面积大于所有测量电极的面积之和。

进一步地，所述显示器4包括强度显示模块和位置显示模块。

本实用新型的有益效果在于：

1、设置屏蔽电极，精准定位，确保侦测目标物体的准确位置；

2、设置N个第三测量电极，强力探测，可探测金属、木材、电缆及水管等目标物体的位置信息；

3、设置显示器，可显示目标物体的强度信息和位置信息；

4、操作简单，携带方便，适用不同的环境。

附图说明

图1本实用新型的整体示意图；

图2本实用新型图1中S处剖视图；

图3本实用新型的电路图；

图4本实用新型的内部分层截面图；

图中：1、介质；2、目标物；3、外壳；4、显示器；5、按键；6、平面形电路板；61、CDC电容值感应传感器；62、MCU单片机；71、第一测量电极；72、第二测量电极；73、第三测量电极；8、屏蔽电极；9、电源；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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。

本发明中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

如图1、图2、图3和图4所示的实施例1，一种电容式定位设备，用于定位被封闭在介质1中的目标物体2，包括：外壳3、显示器4、平面形电路板6、安装在所述平面形电路板6上的用于测量电容值的CDC电容值感应传感器61、和用于控制设备和分析数据的MCU单片机62；其中，所述平面形电路板6的下侧设有平面形的第一测量电极71和第二测量电极72，且所述第一测量电极71和第二测量电极72处于一个平面中；所述第一测量电极71与所述CDC电容值感应传感器61连接构成被所述目标影响的测量电容C1；所述第二测量电极72与所述CDC电容值感应传感器61连接构成被所述目标影响的测量电容C2；所述平面形电路板6的上侧设有平面形的屏蔽电极8；所述屏蔽电极8与所述CDC电容值感应传感器61的屏蔽脚位相连接。

如图2、图3和图4的所示的实施例2，一种电容式定位设备，用于定位被封闭在介质1中的目标物体2，包括：外壳3、显示器4、平面形电路板6、安装在所述平面形电路板6上的用于测量电容值的CDC电容值感应传感器61、和用于控制设备和分析数据的MCU单片机62；其中，所述平面形电路板6的下侧设有平面形的第一测量电极71和第二测量电极72，以及平面形的第三测量电极73，且所述第一测量电极71、第二测量电极72和所述第三测量电极73处于一个平面中；所述第三测量电极73与所述CDC电容值感应传感器连接构成被所述目标影响的测量电容C3。所述CDC电容值感应传感器测量出被测物体的密度得到电容阻，通过任意两个测量电极之间的电容值从而识别被测目标物体的位置或深度。若几个测量电极上的电容值相等，则可认为没有物体，电容值处于相对零位；若其中一个测量电极的电容值与其他测量电极的电容值不同，其他任意两个电极之间的差值变大或变小，则可认为是目标物体所处于介质中的强度或深度值；对比任意两个测量电极的电容值的大小，若设备A端大于设备B端，则可认为目标物体应该在接近设备A端的位置，如果向设备B端移动时，测量电极的电容值在慢慢变大，而设备A端的电容值在逐渐变小，则可以认为被测目标物体从设备A端向设备B端靠近，从而确定目标物体的位置和深度。

所述第一测量电极71、第二测量电极72和所述第三测量电极73中的任意一个测量电极的面积均大于10平方毫米10mm²。

所述屏蔽电极的面积大于所有测量电极的面积之和。

所述显示器4包括强度显示模块和位置显示模块。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电容式定位设备，用于定位被封闭在介质（1）中的目标物体（2），其特征在于，包括：外壳（3）、显示器（4）、平面形电路板（6）、安装在所述平面形电路板（6）上的用于测量电容值的CDC电容值感应传感器（61）、和用于控制设备和分析数据的MCU单片机（62）；其中，所述平面形电路板（6）的下侧设有平面形的第一测量电极（71）和第二测量电极（72），且所述第一测量电极（71）和第二测量电极（72）处于一个平面中；所述第一测量电极（71）与所述CDC电容值感应传感器（61）连接构成被所述目标物体影响的测量电容C1；所述第二测量电极（72）与所述CDC电容值感应传感器（61）连接构成被所述目标物体影响的测量电容C2；所述平面形电路板（6）的上侧设有平面形的屏蔽电极（8）；所述屏蔽电极（8）与所述CDC电容值感应传感器（61）的屏蔽脚位连接；

所述平面形电路板（6）的下侧还设有平面形的N个第三测量电极（73），且所述第一测量电极（71）、第二测量电极（72）和所述N个第三测量电极（73）处于一个平面中；所述N个第三测量电极（73）与所述CDC电容值感应传感器连接构成被所述目标影响的测量电容Cn。

2.根据权利要求1所述的电容式定位设备，其特征在于，所述第一测量电极（71）、第二测量电极（72）和所述N个第三测量电极（73）中任意一个测量电极的面积均大于10平方毫米10mm²。

3.根据权利要求1或2所述的电容式定位设备，其特征在于，所述N为1-5之间的任一数字。

4.根据权利要求1所述的电容式定位设备，其特征在于，所述屏蔽电极的面积大于所有测量电极的面积之和。

5.根据权利要求1所述的电容式定位设备，其特征在于，所述显示器（4）包括强度显示模块和位置显示模块。

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