專利名稱：一種非接觸式物體探測(cè)用傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及探測(cè)用傳感器，特別是涉及一種非接觸式物體探測(cè)用傳感器。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，各種探測(cè)設(shè)備的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，例如安全檢查的安檢探測(cè) 器，火災(zāi)預(yù)警的火焰探測(cè)器等等。其中，非接觸式的探測(cè)傳感器，是指不接觸物體，就能探測(cè) 物體的內(nèi)部，典型的是金屬探測(cè)器。金屬探測(cè)器是一種專門用來(lái)探測(cè)由金屬組成的部件外，還可以用來(lái)探測(cè)隱蔽在墻 壁內(nèi)的電線、埋在地下的水管和電纜，及埋在地下的其它金屬物體。然而，現(xiàn)有的金屬探測(cè)器存在以下缺陷1)探測(cè)準(zhǔn)確度較低，對(duì)介質(zhì)的成分及干濕度較為敏感；2)只能對(duì)金屬物體進(jìn)行探測(cè)，不能探測(cè)非金屬物體；3)只能反映模擬探測(cè)信號(hào)的大小，不能探測(cè)和識(shí)別物體的形狀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種非接觸式物體探測(cè)用傳感器，能夠提供較高的探 測(cè)準(zhǔn)確度、對(duì)不同大小的金屬及非金屬物體具有相同的探測(cè)能力。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種非接觸式物體探測(cè)用傳感器，包括傳感器 主體，所述傳感器主體具有線路板，所述線路板上具有兩個(gè)電路單元；每個(gè)所述電路單元具體包括三級(jí)管、接地電阻、電感、平板電容器和并聯(lián)電阻； 其中，所述三級(jí)管的發(fā)射極經(jīng)所述接地電阻與電源負(fù)極相連，所述三級(jí)管的集電極經(jīng)所述 電感與電源正極相連，所述三級(jí)管的基極經(jīng)所述平板電容器與所述集電極相連，所述并聯(lián) 電阻的兩端連接所述平板電容器的兩端。優(yōu)選地，上述的傳感器中，所述兩個(gè)電路單元在所述線路板上對(duì)稱設(shè)置，所述平板 電容器的兩個(gè)電容極板之間具有可調(diào)整的夾角。優(yōu)選地，上述的傳感器中，所述傳感器主體還包括安裝底座和主體罩；所述安裝底座設(shè)置在所述線路板的下方，與所述線路板的底面相疊，所述主體罩 從上方罩住所述線路板，所述安裝底座、所述線路板和所述主體罩通過(guò)緊固裝置固定連接。優(yōu)選地，上述的傳感器中，還包括步進(jìn)伺服電機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)所述傳感器主體進(jìn)行移動(dòng)掃描，使之產(chǎn)生探測(cè)信號(hào)。優(yōu)選地，上述的傳感器中，還包括信號(hào)處理模塊，用于對(duì)所述探測(cè)信號(hào)進(jìn)行采樣和處理，生成具有灰度等級(jí)的點(diǎn)矩 陣信號(hào)。優(yōu)選地，上述的傳感器中，所述信號(hào)處理模塊具體包括信號(hào)采樣單元，用于對(duì)所述探測(cè)信號(hào)進(jìn)行采樣；信號(hào)處理單元，用于對(duì)所述采樣信號(hào)進(jìn)行處理，生成具有灰度等級(jí)的點(diǎn)矩陣信號(hào)；編碼緩存單元，用于對(duì)所述點(diǎn)矩陣信號(hào)進(jìn)行編碼緩存；通訊輸出單元，用于輸出所述點(diǎn)矩陣信號(hào)。本發(fā)明實(shí)施例至少存在以下技術(shù)效果1，本探測(cè)傳感器具有較高的探測(cè)準(zhǔn)確度，對(duì)不同大小的金屬及非金屬物體具有相 同探測(cè)能力。2，本探測(cè)傳感器輸出的點(diǎn)矩陣通訊信號(hào)，陣點(diǎn)多，各陣點(diǎn)具有灰度等級(jí)，可從顯示 器件的圖像上觀察到所探物體，能反映出物體的外形。3，本探測(cè)傳感器采用可編程邏輯器件FPGA (Field Programmable GateArray即現(xiàn) 場(chǎng)可編程門陣列)，CPLD (Complex Programmable Logic Device，復(fù)雜可編程邏輯器件)組 成的信號(hào)處理編碼電路，保密性好，處理程序不易被讀出，且處理程序更改升級(jí)方便容易。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的傳感器的電路圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的傳感器的原理框圖。
具體實(shí)施例方式為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的目的，技術(shù)方案更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)具體實(shí)施例 進(jìn)行詳細(xì)描述本發(fā)明是一種非接觸式物體探測(cè)傳感器，對(duì)不同形狀的大小物體，具有相同的探 測(cè)能力。具有探測(cè)準(zhǔn)確度高、抗干擾能力強(qiáng)、與人機(jī)界面顯示部件結(jié)合、圖形可視等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明為非接觸式物體探測(cè)用傳感器，具有兩個(gè)電路單元，每個(gè)電路單元具體包 括三級(jí)管、接地電阻、電感、平板電容器和并聯(lián)電阻；其中，三級(jí)管的發(fā)射極經(jīng)接地電阻與 電源負(fù)極相連；三級(jí)管的集電極經(jīng)電感與電源正極相連；三級(jí)管的基極經(jīng)平板電容器與集 電極相連；并聯(lián)電阻的兩端連接平板電容器的兩端。此外，所述兩個(gè)電路單元在線路板上對(duì)稱設(shè)置，平板電容器的兩個(gè)電容極板之間 具有可調(diào)整的夾角，用于針對(duì)不同的介質(zhì)進(jìn)行調(diào)整。本探測(cè)傳感器由傳感器主體(即線路板、主體罩、安裝底座組成的一體化裝置主 體)、由步進(jìn)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)掃描部分、信號(hào)的采集處理緩存部分、數(shù)據(jù)通訊部分等組成，所述 傳感器主體包括電子線路板、主體罩及安裝底座，安裝底座與線路板底面相疊，主體罩則罩 住線路板上的元器件，三者通過(guò)緊固裝置固定聯(lián)結(jié)。本發(fā)明實(shí)施例提供的傳感器電路圖，如圖1所示，所述線路板上設(shè)有平板電容式 振蕩--發(fā)射--接收一體化傳感器，該傳感器由兩組對(duì)稱的電路單元110、120組成，電路單 元110中三極管Vl的發(fā)射極經(jīng)電阻Rll與電源負(fù)極相連，即接地，集電極經(jīng)電感Ll與電 源正極相連，基極經(jīng)平板電容器Cl與集電極相連，平板電容器Cl兩端并聯(lián)有電阻R12。電路單元120中三極管V2的發(fā)射極經(jīng)電阻R21與電源負(fù)極相連，即接地，集電極 經(jīng)電感L2與電源正極相連，基極經(jīng)平板電容器C2與集電極相連，平板電容器C2兩端并聯(lián) 有電阻R22。三極管V1、V2的發(fā)射集及電源正、負(fù)極與主體罩相連。其中，平板電容器的極板之間具有可調(diào)整的夾角，兩個(gè)極板之間的距離為75 100毫米，每片極板的面積為42X32 60X50平方毫米。具體使用時(shí)，探測(cè)傳感器與所探測(cè)物體保持非接觸狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到金屬物體時(shí)，電 容回路振蕩頻率下降，振幅上升；當(dāng)檢測(cè)到非金屬物體時(shí)，如塑料，炸藥、木材等，電容回路 振蕩頻率上升，振幅下降；當(dāng)介質(zhì)中摻雜著石塊，磚頭時(shí)，其電容回路振蕩頻率和振幅無(wú)變 化。上述電容回路振蕩頻率和振幅的變化量，由DSP(digital singnal processor，信 號(hào)處理器)，可編程邏輯器件FPGA，CPLD組成的電路處理編碼后，變成有灰度等級(jí)的點(diǎn)矩陣 通訊信號(hào)送入緩存器，由數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)將信號(hào)送出。圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的探測(cè)傳感器的原理框圖。本發(fā)明的非接觸式物體探測(cè) 傳感器包括上述一體化裝置主體210 (傳感器主體)和步進(jìn)伺服電機(jī)220 ；所述步進(jìn)伺服電機(jī)220，用于驅(qū)動(dòng)信號(hào)采樣部件進(jìn)行移動(dòng)掃描。傳感器還包括信號(hào)處理模塊230，用于對(duì)所述探測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理，生成具有灰度等級(jí)的點(diǎn)矩陣信 號(hào)；其中，所述信號(hào)處理模塊230具體包括信號(hào)采樣單元231，用于對(duì)所述探測(cè)信號(hào)進(jìn)行采樣；信號(hào)處理單元232，用于對(duì)所述采樣信號(hào)進(jìn)行處理，生成具有灰度等級(jí)的點(diǎn)矩陣信 號(hào)；編碼緩存單元233，用于對(duì)所述點(diǎn)矩陣信號(hào)進(jìn)行編碼緩存；通訊輸出單元234，用于輸出所述點(diǎn)矩陣信號(hào)。上述信號(hào)處理模塊230，可以通過(guò)信號(hào)處理器DSP，可編程邏輯器件FPGA或CPLD 等器件實(shí)現(xiàn)。由上可知，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)勢(shì)1，本探測(cè)傳感器具有較高的探測(cè)準(zhǔn)確度，對(duì)不同大小的金屬物體及非金屬物體具 有相同的探測(cè)能力。2，本探測(cè)傳感器輸出的點(diǎn)矩陣通訊信號(hào)，陣點(diǎn)多，各陣點(diǎn)具有灰度等級(jí)，與人機(jī)界 面顯示部件結(jié)合能觀察到所探測(cè)物體，且能反映出物體的外形。3，本探測(cè)傳感器采用可編程邏輯器件FPGA，CPLD組成的信號(hào)處理編碼電路，保密 性好，處理程序不易被讀出，且處理程序更改升級(jí)，方便容易。4.本傳感器抗干擾能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)輕巧、可移植性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種非接觸式物體探測(cè)用傳感器，包括傳感器主體，所述傳感器主體具有線路板，其特征在于，所述線路板具有兩個(gè)電路單元；每個(gè)所述電路單元具體包括三級(jí)管、接地電阻、電感、平板電容器和并聯(lián)電阻；其中，所述三級(jí)管的發(fā)射極經(jīng)所述接地電阻與電源負(fù)極相連，所述三級(jí)管的集電極經(jīng)所述電感與電源正極相連，所述三級(jí)管的基極經(jīng)所述平板電容器與所述集電極相連，所述并聯(lián)電阻的兩端連接所述平板電容器的兩端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述兩個(gè)電路單元在所述線路板上對(duì) 稱設(shè)置，所述平板電容器的兩個(gè)電容極板之間具有可調(diào)整的夾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳感器，其特征在于，所述傳感器主體還包括安裝底座和主 體罩；所述安裝底座設(shè)置在所述線路板的下方，與所述線路板的底面相疊，所述主體罩從上 方罩住所述線路板，所述安裝底座、所述線路板和所述主體罩通過(guò)緊固裝置固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳感器，其特征在于，還包括步進(jìn)伺服電機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)所述傳感器主體進(jìn)行移動(dòng)掃描，使所述傳感器主體產(chǎn)生探測(cè)信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感器，其特征在于，還包括信號(hào)處理模塊，用于對(duì)所述探測(cè)信號(hào)進(jìn)行采樣和處理，生成具有灰度等級(jí)的點(diǎn)矩陣信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳感器，其特征在于，所述信號(hào)處理模塊包括 信號(hào)采樣單元，用于對(duì)所述探測(cè)信號(hào)進(jìn)行采樣；信號(hào)處理單元，用于對(duì)所述采樣信號(hào)進(jìn)行處理，生成具有灰度等級(jí)的點(diǎn)矩陣信號(hào)； 編碼緩存單元，用于對(duì)所述點(diǎn)矩陣信號(hào)進(jìn)行編碼緩存； 通訊輸出單元，用于輸出所述點(diǎn)矩陣信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種非接觸式物體探測(cè)用傳感器，包括傳感器主體，所述傳感器主體具有線路板，所述線路板具有兩個(gè)電路單元；每個(gè)所述電路單元具體包括三級(jí)管、接地電阻、電感、平板電容器和并聯(lián)電阻；其中，所述三級(jí)管的發(fā)射極經(jīng)所述接地電阻與電源負(fù)極相連，所述三級(jí)管的集電極經(jīng)所述電感與電源正極相連，所述三級(jí)管的基極經(jīng)所述平板電容器與所述集電極相連，所述并聯(lián)電阻的兩端連接所述平板電容器的兩端。本發(fā)明能夠提供較高的探測(cè)準(zhǔn)確度，對(duì)不同大小的金屬及非金屬物體具有相同的探測(cè)能力。
文檔編號(hào)G01V3/08GK101943759SQ20091008875
公開(kāi)日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月10日
發(fā)明者東野長(zhǎng)岐, 金文濤, 黃德志 申請(qǐng)人:嘉納爾科技(北京)有限公司