TWI613420B - 物料檢測裝置 - Google Patents

Description

物料檢測裝置

本發明是有關於一種物料檢測裝置，特別是指一種用以檢測容器內有無物料或物料位置變化的物料檢測裝置。

液位檢測裝置為習知一種用於檢測物料高度位置變化的物料檢測裝置，一般常見有浮球感應式，及磁鐵與磁簧開關感應式(使用磁簧開關)。

其中，浮球感應式、磁鐵與磁簧開關感應式皆須放置於物料內才能作動，例如馬桶水箱或飲水機之水位檢測是將浮球或磁簧開關浸泡在液體中才能進行感應檢測，因此會產生以下問題：

一、液體汙染：由於浮球或磁簧開關在生產過程中可能接觸重金屬或有毒物質，長期浸泡在液體中會導致重金屬或有毒物質溶出，尤其在應用於飲用水之液面檢測時，會產生人體健康問題。

二、沉積物影響運作：以浸泡在水中為例，長期浸泡會使水垢沉積在浮球、磁簧開關的動作結構處，如此，會導致動作關節處被水垢卡住而無法順利運作，造成 感應不良或誤判。

三、不易維護：由於必須設置在液體中，因此要維修清洗時都十分不方便。

因此，本發明之目的，即在提供一種可解決上述問題的物料檢測裝置。

於是，本發明物料檢測裝置，適用於檢測一不導電材質之容器內部的物料，該物料檢測裝置包含一第一感應部及一控制模組。

該第一感應部適用於由該容器外側感測該容器內部的物料。

該控制模組電連接於該第一感應部並送出一第一測試信號給該第一感應部再讀取一第一回應信號，根據該第一回應信號判斷該容器內部鄰近於該第一感應部處有無物料。

本發明之功效在於：藉由設置該第一感應部及該控制模組，可以檢測容器內有無物料或物料位置變化，並可避免長期浸泡在液體中會導致重金屬或有毒物質溶出的問題、水垢卡住動作關節處無法順利運作而造成感應不良或誤判問題、及維修清洗不便之問題，並具有較大的市場潛力。

2‧‧‧基板

3‧‧‧第一感應部

4‧‧‧控制模組

5‧‧‧第二感應部

6‧‧‧感應板

71‧‧‧連接器

72‧‧‧接頭

721~725‧‧‧接線

8‧‧‧外殼

9‧‧‧容器

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的 實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本發明物料檢測裝置之第一實施例的示意圖；圖2是該第一實施例於一容器上的示意圖；圖3是該第一實施例於該容器上的另一示意圖；圖4~8分別是該第一實施例的第二~第六樣態的示意圖；圖9是該第一實施例的第七樣態的分解示意圖；圖10是該第一實施例的第七樣態的組合示意圖；圖11是該第一實施例的第八樣態的示意圖；圖12是本發明物料檢測裝置之第二實施例的示意圖；圖13~17是該第二實施例的第二~第六樣態的示意圖；圖18是本發明物料檢測裝置之第三實施例的分解示意圖；圖19是該第三實施例的組合示意圖；圖20是該第三實施例的第二樣態的分解示意圖；及圖21是該第三實施例的第二樣態的組合示意圖。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1及圖2，本發明物料檢測裝置之第一實施例適用於檢測一不導電之容器9內部的物料，該物料檢測裝置包含一設置於該容器9外側的基板2、一第一感應部3，及一控制模組4。

值得一提的是，該物料並不限於水或其他液 體，亦可為金屬材質的物料或其他固體等。

該第一感應部3由該容器9外側感測該容器9內部的物料，設置於該基板2的其中一側面且靠設於該容器9外側，其中，該第一感應部3實質上呈沿水平方向延伸，如此，可以增加該第一感應部3的感應靈敏度。

該第一感應部3為導電材料，可為不鏽鋼、銅箔、鐵片等。

該控制模組4設置於該基板2異於該第一感應部3位置的另一側面，且電連接該第一感應部3，送出一第一測試信號給該第一感應部3再讀取一第一回應信號，根據該第一回應信號判斷該容器9內部鄰近於該第一感應部3處有無物料。

在本發明所有實施例中，該控制模組4及該第一感應部3使用電容感應技術，所偵測的是外界電容值之變化信號，但也可以是電流值、電壓值、或電阻值之變化。

其中，該第一感應部3與該控制模組4並不限於位於相異側面，亦可依實際需求而位於相同側面。

參閱圖1、圖2及圖3，該第一感應部3與該容器9內之物料以該容器9作為間隔，該控制模組4內設有晶片可讀取由該第一感應部3所感測到之外部電容值。使用時，將本發明的物料檢測裝置緊鄰裝設於該容器9外側一預定高度的設定位置，先讀取在該設定位置無物料狀態的電容值做為一基準值。當該容器9內之物料高度位置高 於該設定位置時(如圖3)，該第一感應部3所感應到的電容值會高於該基準值，該控制模組4根據該第一感應部3所感應之電容進行判斷該容器9內部鄰近於該第一感應部3處有無物料，以得知物料高度位置是否高於或低於該第一感應部3之設定位置，進而啟動自動補充物料或停止補充物料的程序，但本發明也可做為其他啟動程序的一開關，不受此限。

值得一提的是，該第一感應部3除了可如圖1所示設置於該控制模組4之上方(或下方)，亦可如圖4之第二樣態所示，該第一感應部3沿水平方向設置於該控制模組4之右方(或左方)、或如圖5之第三樣態所示，該第一感應部3使用一沿水平方向延伸的電線或排線作為實施，同樣能達到感應電容的功能。

藉由將該第一感應部3設計為細長型，可以縮小該第一感應部3之感應區域的上下限，以提升感應區域的精準度。

參閱圖6及圖7，分別為該第一實施例的第四、五樣態，該第四、五樣態與上述之差異在於：該第四、五樣態還包含一電連接該控制模組4且靠設於該容器9(見圖2)外側的第二感應部5，及一供該第二感應部5設置的感應板6，該控制模組4送出一第二測試信號給該第二感應部5再讀取一第二回應信號，根據該第二回應信號判斷該容器9內部鄰近於該第二感應部5處有無物料，以得知物料高度位置是否高於第二感應部5所對應之高度位置 ，該第一感應部3與該第二感應部5的設置高度位置不同，且該第二感應部5與該控制模組4使用電線連接，其擺放高度位置可以自由調整，應了解的是在圖面所繪製的只是示意其連接關係，並不拘限電線與該控模組4的連接位置。該第二感應部5為導電材料，可為不鏽鋼、銅箔、鐵片等。

藉由將該第一感應部3與該第二感應部5設置在不同高度位置，可以啟動兩種不同的程序，實際應用上，例如當物料高度位置超過第二感應部5所對應之高度位置時，設計一警示燈閃滅，而當物料高度位置超過該第一感應部3所對應之高度位置時設計成自動斷電。

參閱圖2及圖8，圖8為該第一實施例的第六樣態，該第六樣態與上述之差異在於：該第六樣態還包含另一供該第一感應部3設置的感應板6，該第一感應部3與該控制模組4使用電線連接。

其中，該等感應板6可使用硬板實施，但若該容器9表面為曲面時，則該等感應板6亦可使用軟板實施，如此，可增加該第一感應部3、該第二感應部5與該容器9的服貼度，以提高該第一感應部3、該第二感應部5的感應靈敏度。

參閱圖9及圖10，為該第一實施例的第七樣態，該第七樣態是類似於上述第六樣態，其差異在於：該第七樣態還包含二設置於該基板2且分別電連接該控制模組4以傳輸訊號的連接器71、二分別設置於該連接器71 的接頭72，及一供該基板2設置的外殼8，該外殼8包覆該控制模組4並提供保護或密封效果。該第一感應部3、該第二感應部5所感應之信號經由其中一接頭72傳送至其中一連接器71，再經該控制模組4運算處理後，經另一連接器71及另一接頭72輸出以供後續使用，同時外部亦能透過另一接頭72輸入一校正設定信號到該控制模組4運算處理。

為說明方便，圖中左側的該接頭72的五條接線分別由下至上標號為721~725，且其訊號如下表所示：

該接線725作為校正設定之用，在該容器9(見圖2)未裝填物料時，先藉由控制該接線725以將在該設定位置無物料狀態的電容值做為該基準值(亦即對該控制模組4作校正歸零動作)，接著使用時，該第一感應部3、該第二感應部5所感應之信號則會分別經由該接線723、724輸出以供後續使用。

其中，該基板2上的該控制模組4可透過該外殼8獲得保護，或是經由灌膠作出披覆層(圖未示)以保護該基板2上的控制模組4。

參閱圖11，為該第一實施例的第八樣態，該第八樣態類似於上述之該第三樣態(圖5)，其中，該第二感應部5使用一沿水平方向延伸的電線或排線作為實施。

參閱圖12，為本發明物料檢測裝置的一第二實施例，該第二實施例是類似於該第一實施例，該第二實施例與該第一實施例的差異在於：該第一感應部3、該控制模組4及該第二感應部5皆設置於該基板2，且該第一感應部3與該第二感應部5位於該基板2同一側面，該控制模組4則位於該基板2另一側面，於圖12中，該第一感應部3、該第二感應部5之設置位置分別為該控制模組4之短邊的上下方，但亦可如圖13所示分別設置於該控制模組4之長邊的上下方、或如圖14所示皆設置於該控制模組4右側(或左側)，且該第一感應部3、該第二感應部5間具有高度差、或如圖15、16所示設置於該控制模組4上下方且呈斜角排列、或如圖17所示設置於該控制模組4右側(或左側)且呈斜角排列，使該第一感應部3及該第二感應部5之間的距離儘量遠離，就能減少互相干擾之影響。

參閱圖18及圖19，為本發明物料檢測裝置的一第三實施例，該第三實施例是類似於該第一實施例，該第三實施例與該第一實施例的差異在於： 該第三實施例還包含一供該第一感應部3設置於一側面的感應板6、一設置於該基板2的連接器71、一連接該連接器71的接頭72，及一外殼8，該基板2疊設於該感應板6未設置該第一感應部3的一側面，該外殼8包覆套設於疊設之該基板2及該感應板6。

其中，該接頭72的四條接線分別由下至上標號為721~723、725，且其訊號如下表所示：

各接線721~723、725運作方式類似上述，故不再贅述。

參閱圖20及圖21，為該第三實施例的另一樣態，此樣態與上述之差異在於該感應板6設計為細長型，且該第一感應部3亦搭配呈細長條狀且設置位置在該控制模組4的右側(或左側)，藉由將該感應板6及該第一感應部3設計為細長條狀，可以縮小該第一感應部3之感應區域的上下限，以提升感應區域的精準度。

其中，該感應板6亦可不與該基板2疊設，而是實質上平行連接於該基板2，且該控制模組4與該第一感 應部3皆設置於同一側。

值得注意的是，以上所有實施例都能像第三實施例一樣裝設該外殼8以保護該控制模組4。

經由以上的說明，可將上述實施例的優點歸納如下：

一、藉由設置該第一感應部3及該控制模組4，並藉該第一感應部3由該容器9外側檢測該容器9內部的物料，可以藉由感應電容的變化，而得知該容器9內部鄰近於該第一感應部3處有無物料，且由於該物料檢測裝置是設置於該容器9外側，並是使用信號傳輸而不具有機械架構，因此可以避免習知技術中長期浸泡在液體中會導致重金屬或有毒物質溶出的問題、水垢卡住動作關節處無法順利運作而造成感應不良或誤判問題、及維修清洗不便之問題相較於習知技術具有極大的市場潛力。

二、藉由設置該第二感應部5，且將該第一感應部3與該第二感應部5的高度位置設置為不同，可以具有檢測二個物料高度位置的功能，增加實用性；而藉由將該第一感應部3與該第二感應部5設計為斜角排列，則可使該第一感應部3及該第二感應部5之間的距離儘量遠離，減少互相干擾之影響。

三、藉由將該第一感應部3設計為細長型，可以縮小該第一感應部3之感應區域的上下限，以提升感應區域的精準度。

四、該物料檢測裝置亦可應用於生產線上自動 檢測一輸送帶(圖未示)上的多個容器是否有被確實填充物料，使用時只需使該物料檢測裝置靠近並與該輸送帶上之容器相對移動，例如將該物料檢測裝置固定於該輸送帶旁，並使該輸送帶持續運轉以輸送容器經過該物料檢測裝置，若該物料檢測裝置檢測到所經過的某一容器內無填充物料，即可啟動停止運轉的程序，並警示作業人員注意，可避免瑕疵品流出生產線，故本發明之物料檢測裝置具有極廣的市場應用性。

綜上所述，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2‧‧‧基板

3‧‧‧第一感應部

4‧‧‧控制模組

Claims (13)

1. 一種物料檢測裝置，適用於檢測一不導電材質之容器內部的物料，該物料檢測裝置包含：一第一感應部，沿水平方向延伸且為細長型，適用於由該容器外側感測該容器內部的物料；及一控制模組，電連接於該第一感應部並送出一第一測試信號給該第一感應部再讀取一第一回應信號，根據該第一回應信號判斷該容器內部鄰近於該第一感應部處有無物料，該物料檢測裝置還包含一設置於該容器外側的基板，且該第一感應部及該控制模組分設於該基板之相反兩側面。
2. 如請求項1所述的物料檢測裝置，還包含一電連接該控制模組且靠設於該容器外側的第二感應部，該控制模組送出一第二測試信號給該第二感應部再讀取一第二回應信號，該第一感應部與該第二感應部的設置高度位置不同。
3. 如請求項2所述的物料檢測裝置，其中，該第一感應部與該第二感應部設置於該基板。
4. 如請求項3所述的物料檢測裝置，其中，該第一感應部與該第二感應部於該基板上呈斜角排列。
5. 如請求項2所述的物料檢測裝置，該第一感應部與該第二感應部同設於該基板其中一側面。
6. 如請求項1所述的物料檢測裝置，其中，該第一感應部 實質上呈線狀。
7. 如請求項1所述的物料檢測裝置，其中，該第一感應部靠設於該容器外側，且該控制模組及該第一感應部使用電容感應技術。
8. 如請求項1所述的物料檢測裝置，其中，該第一感應部與該容器相對移動。
9. 如請求項1所述的物料檢測裝置，還包含一包覆該控制模組的外殼。
10. 一種物料檢測裝置，適用於檢測一不導電材質之容器內部的物料，該物料檢測裝置包含：一第一感應部，沿水平方向延伸，適用於由該容器外側感測該容器內部的物料；及一控制模組，電連接於該第一感應部並送出一第一測試信號給該第一感應部再讀取一第一回應信號，根據該第一回應信號判斷該容器內部鄰近於該第一感應部處有無物料，該物料檢測裝置還包含一電連接該控制模組且靠設於該容器外側的第二感應部，該控制模組送出一第二測試信號給該第二感應部再讀取一第二回應信號，該第一感應部與該第二感應部的設置高度位置不同，該物料檢測裝置還包含一基板及二感應板，該控制模組設置於該基板，且該第一感應部及該第二感應部分別設置於該等感應板並呈斜角排列。
11. 一種物料檢測裝置，適用於檢測一不導電材質之容器 內部的物料，該物料檢測裝置包含：一第一感應部，沿水平方向延伸且為細長型，適用於由該容器外側感測該容器內部的物料；及一控制模組，電連接於該第一感應部並送出一第一測試信號給該第一感應部再讀取一第一回應信號，根據該第一回應信號判斷該容器內部鄰近於該第一感應部處有無物料，該物料檢測裝置還包含一供該第一感應部設置的感應板，及一供該控制模組設置的基板，該第一感應部緊鄰於該容器外側且該基板疊設於該感應板未設置該第一感應部的一側面。
12. 一種物料檢測裝置，適用於檢測一不導電材質之容器內部的物料，該物料檢測裝置包含：一第一感應部，沿水平方向延伸且為細長型，適用於由該容器外側感測該容器內部的物料；及一控制模組，電連接於該第一感應部並送出一第一測試信號給該第一感應部再讀取一第一回應信號，根據該第一回應信號判斷該容器內部鄰近於該第一感應部處有無物料，該物料檢測裝置還包含一設置於該容器外側的基板，且該第一感應部及該控制模組設於該基板同一側面。
13. 一種物料檢測裝置，適用於檢測一不導電材質之容器內部的物料，該物料檢測裝置包含： 一第一感應部，沿水平方向延伸且為細長型，適用於由該容器外側感測該容器內部的物料；及一控制模組，電連接於該第一感應部並送出一第一測試信號給該第一感應部再讀取一第一回應信號，根據該第一回應信號判斷該容器內部鄰近於該第一感應部處有無物料，該物料檢測裝置還包含一設置於該容器外側且供該控制模組設置的基板，及一供該第一感應部設置的感應板，該感應板實質上平行連接該基板，且該控制模組與該第一感應部皆設置於同一側。