電容式接近開關(guān)的電極組件及其電容式接近開關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電容的電極組件，尤其涉及電容式接近開關(guān)的電極組件。本實用新型還涉及使用該電極組件的電容式接近開關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]電容式接近開關(guān)通過監(jiān)測物體移動引起的電容量變化而產(chǎn)生感測信號。現(xiàn)有的電容式接近開關(guān)中，通常設(shè)有一個測試電極。該測試電極與電容式接近開關(guān)自身的機殼電容耦合。電容式接近開關(guān)中設(shè)有松弛振蕩器，它通過耦合電容的兩極測量耦合電容的電容值。當有物體靠近電容式接近開關(guān)時，由于介電常數(shù)的變化或電極間距變化，耦合電容的電容值改變，從而可以通過電容值的變化獲知物體的移動信息。
[0003]由于電容式接近開關(guān)的測試電極裸露，極易接收周圍環(huán)境中存在的電磁輻射。這些電磁輻射會影響電容式接近開關(guān)對電容變化的測量精度。在極端的情況下，某些頻率的電磁輻射會與電容式接近開關(guān)中松弛振蕩器的測試頻率共振，導致整個電容式接近開關(guān)失效。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種電容式接近開關(guān)的電極組件，以降低環(huán)境中電磁輻射對電容式接近開關(guān)的影響。
[0005]本實用新型的另一個目的是提供使用該電極組件的電容式接近開關(guān)。
[0006]本實用新型提供了一種電容式接近開關(guān)的電極組件，包括一個電極支撐件、一個電極保護罩、一個測量電極、一個保護電極、和一個隔離空間。電極支撐件由絕緣材料制成。電極保護罩環(huán)套于電極支撐件。測量電極設(shè)置在電極保護罩和電極支撐件之間，且測量電極貼合于電極支撐件和電極保護罩。保護電極電容耦合于測量電極，它設(shè)置在電極保護罩和電極支撐件之間，保護電極貼合于電極支撐件和電極保護罩，且保護電極接地。隔離空間設(shè)置在測量電極和保護電極之間。
[0007]在電容式接近開關(guān)的電極組件的再一種示意性的實施方式中，隔離空間為真空環(huán)境。
[0008]在電容式接近開關(guān)的電極組件的另一種示意性的實施方式中，隔離空間中填充有絕緣膠。
[0009]在電容式接近開關(guān)的電極組件的又一種示意性的實施方式中，電極支撐件為圓柱形的絕緣柱。
[0010]在電容式接近開關(guān)的電極組件的又一種示意性的實施方式中，測量電極和保護電極沿電極支撐件的軸向間隔地設(shè)置于電極支撐件的周向柱面。
[0011]在電容式接近開關(guān)的電極組件的又一種示意性的實施方式中，測量電極和保護電極為銅箔。
[0012]本實用新型還提供了一種電容式接近開關(guān)，它包括一個松弛振蕩器和上述電極組件。松弛振蕩器可電性連接于測量電極和保護電極。
【附圖說明】
[0013]以下附圖僅對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍。
[0014]圖1用于說明電容式接近開關(guān)的電極組件一種示意性實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]標號說明
[0016]10電極支撐件
[0017]20電極保護罩
[0018]30保護電極
[0019]40測量電極
[0020]50隔離空間
[0021]60松弛振蕩器
【具體實施方式】
[0022]為了對實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】，在各圖中相同的標號表示相同的部分。
[0023]在本文中，“示意性”表示“充當實例、例子或說明”，不應(yīng)將在本文中被描述為“示意性”的任何圖示、實施方式解釋為一種更優(yōu)選的或更具優(yōu)點的技術(shù)方案。
[0024]為使圖面簡潔，各圖中只示意性地表示出了與本實用新型相關(guān)的部分，它們并不代表其作為產(chǎn)品的實際結(jié)構(gòu)。另外，以使圖面簡潔便于理解，在有些圖中具有相同結(jié)構(gòu)或功能的部件，僅示意性地繪示了其中的一個，或僅標出了其中的一個。
[0025]在本文中，“一個”不僅表示“僅此一個”，也可以表示“多于一個”的情形。
[0026]圖1用于說明電容式接近開關(guān)的電極組件一種示意性實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，電容式接近開關(guān)的電極組件包括一個電極支撐件10、一個電極保護罩20、一個測量電極40、一個保護電極30、和一個隔離空間50。
[0027]其中，電極支撐件10和電極保護罩20由絕緣材料制備而成，例如使用絕緣塑料。在電容式接近開關(guān)的電極組件一種示意性實施方式中，電極支撐件10為圓柱狀的支撐體，使得整個電極組件具有良好的機械強度。
[0028]電極保護罩20環(huán)套在電極支撐件10的周向，從而在電極保護罩20和電極支撐件之間形成用于容置測量電極40和保護電極30的空間。通過電極保護罩20和電極支撐件10的保護，可以避免測量電極40和保護電極30直接與測量介質(zhì)接觸，從而防止測量電極40和保護電極30被導電介質(zhì)直接連通，從而使電容效應(yīng)失效。
[0029]測量電極40和保護電極30由金屬導體制備而成，在電容式接近開關(guān)的電極組件一種示意性實施方式中，測量電極40和保護電極30均由銅箔制備而成。測量電極40設(shè)置在電極支撐件10和電極保護罩20之間，且環(huán)箍在電極支撐件10的周向柱面上。測量電極40與電極支撐件10和電極保護罩20貼合。
[0030]保護電極30與測量電極40電容耦合，即保護電極30和測量電極40形成用于測量物體移動的電容的兩個電極。保護電極30同樣設(shè)置在電極支撐件10和電極保護罩20之間，且環(huán)箍在電極支撐面10的周向柱面上。另外，沿電極支撐件10的軸向上，保護電極30和測量電極40的位置不重合，它們間隔的設(shè)置于電極支撐件10。保護電極30貼合于電極支撐件10和電極保護罩20。保護電極30接地，從而使得保護電極30與大地等電位。
[0031]電極保護罩20、電極支撐件10、測量電極40、和保護電極30圍合成一個隔離空間50。通過隔離空間50可以實現(xiàn)測量電極40和保護電極30之間的電氣隔離。在電容式接近開關(guān)的電極組件一種示意性實施方式中，隔離空間50中為真空或填充有絕緣膠，以避免低介電常數(shù)的空氣進入隔離空間50而降低測量電極40和保護電極30之間電容的容量，從而降低電路的檢測精度。
[0032]如圖1所示，本實用新型還提供了一種電容式接近開關(guān)，它包括上述電極組件和一個松弛振蕩器60。松弛振蕩器60電性連接于測量電極40和保護電極30，從而使得松弛振蕩器60可向測量電極40和保護電極30輸出測量信號。
[0033]電容式接近開關(guān)使用時，設(shè)置于電路板的松弛振蕩器60在測量電極40和保護電極30施加一定頻率的信號，通過測量電極40和保護電極30它們之間的電容量的變化，實時的輸出對應(yīng)的頻率。當電容式接近開關(guān)的使用環(huán)境中存在電磁輻射干擾時，測量電極40和保護電極30可分別接收這些電磁輻射信號。由于保護電極30接地，對于電磁輻射信號而言，保護電極30與大地之間的傳導阻抗遠小于測量電極40和保護電極30與松弛振蕩器60之間的傳動阻抗，電磁輻射信號優(yōu)先從保護電極30傳導入大地，從而極大地減少了傳導至松弛振蕩器60的電磁福射信號。
[0034]另外，松弛振蕩器60的測量頻率反比于測量電極40和保護電極30之間電容的容量。由于測量電極與保護電極之間的間距遠小于測量電極與接近開關(guān)的機殼之間的間距，由此測量電極與電容式接近開關(guān)的機殼耦合所產(chǎn)生的電容容值，遠小于測量電極40與保護電極30耦合所產(chǎn)生的電容容值。使用測量電極40與保護電極30耦合的接近開關(guān)可以減小松弛振蕩器60的測量頻率，遠離電磁輻射信號的頻率段，由此可以有效地降低松弛振蕩器60的測量頻率與電磁輻射信號諧振的可能性，從而提高了電容式接近開關(guān)在復雜電磁環(huán)境下使用的可靠性，同時也降低的產(chǎn)品對外輻射的能量。
[0035]應(yīng)當理解，雖然本說明書是按照各個實施方式描述的，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當將說明書作為一個整體，各實施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
[0036]上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本實用新型的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本實用新型的保護范圍，凡未脫離本實用新型技藝精神所作的等效實施方案或變更，如特征的組合、分割或重復，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.電容式接近開關(guān)的電極組件，其特征在于它包括: 一個由絕緣材料制成的電極支撐件(10)； 一個電極保護罩(20)，它環(huán)套于所述電極支撐件(10); 一個測量電極(40)，它設(shè)置在所述電極保護罩(20)和所述電極支撐件(10)之間，且所述測量電極(40)貼合于所述電極支撐件(10)和所述電極保護罩(20); 一個電容耦合于所述測量電極(40)的保護電極(30)，它設(shè)置在所述電極保護罩(20)和所述電極支撐件(10)之間，所述保護電極(30)貼合于所述電極支撐件(10)和所述電極保護罩(20)，且所述保護電極(30)接地；和 一個隔離空間(50)，它設(shè)置在所述測量電極(40)和所述保護電極(30)之間。
2.如權(quán)利要求1所述的電容式接近開關(guān)的電極組件，其中所述隔離空間(50)為真空環(huán)境。
3.如權(quán)利要求1所述的電容式接近開關(guān)的電極組件，其中所述隔離空間(50)中填充有絕緣膠。
4.如權(quán)利要求1所述的電容式接近開關(guān)的電極組件，其中所述電極支撐件(10)為圓柱形的絕緣柱。
5.如權(quán)利要求4所述的電容式接近開關(guān)的電極組件，其中所述測量電極(40)和所述保護電極(30)沿所述電極支撐件(10)的軸向間隔地設(shè)置于所述電極支撐件(10)的周向柱面。
6.如權(quán)利要求1所述的電容式接近開關(guān)的電極組件，其中所述測量電極(40)和所述保護電極(30)為銅箔。
7.電容式接近開關(guān)，其特征在于它包括: 一個松馳振蕩器(60)； 一個如權(quán)利要求1至6任意一項所述的電極組件，所述松弛振蕩器(60)可電性連接于所述測量電極(40)和所述保護電極(30)。
【專利摘要】電容式接近開關(guān)的電極組件及其電容式接近開關(guān)，包括一個電極支撐件(10)、一個電極保護罩(20)、一個測量電極(40)、一個保護電極(30)、和一個隔離空間(50)。電極支撐件由絕緣材料制成。電極保護罩環(huán)套于電極支撐件。測量電極設(shè)置在電極保護罩和電極支撐件之間，且測量電極貼合于電極支撐件和電極保護罩。保護電極電容耦合于測量電極，它設(shè)置在電極保護罩和電極支撐件之間，保護電極貼合于電極支撐件和電極保護罩，且保護電極接地。隔離空間設(shè)置在測量電極和保護電極之間。電容式接近開關(guān)的電極組件可降低環(huán)境中電磁輻射對電容式接近開關(guān)的影響。
【IPC分類】H03K17-955
【公開號】CN204304972
【申請?zhí)枴緾N201420445226
【發(fā)明人】趙輝, 孫兆宇
【申請人】西門子傳感器與通訊有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年8月6日