專利名稱：一種非接觸式物體探測用傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及探測用傳感器，特別是涉及一種非接觸式物體探測用傳感器。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，各種探測設(shè)備的應(yīng)用也越來越廣泛，例如安全檢查的安檢探測 器，火災(zāi)預(yù)警的火焰探測器等等。其中，非接觸式的探測傳感器，是指不接觸物體，就能探測 物體的內(nèi)部，典型的是金屬探測器。金屬探測器是一種專門用來探測由金屬組成的部件外，還可以用來探測隱蔽在墻 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)有的金屬探測器存在以下缺陷1)探測準(zhǔn)確度較低，對介質(zhì)的成分及干濕度較為敏感；2)只能對金屬物體進行探測，不能探測非金屬物體；3)只能反映模擬探測信號的大小，不能探測和識別物體的形狀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例的目的是提供一種非接觸式物體探測用傳感器，能夠提供較高的探 測準(zhǔn)確度、對不同大小的金屬及非金屬物體具有相同的探測能力。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種非接觸式物體探測用傳感器，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電路單元；每個所述電路單元具體包括三級管、接地電阻、電感、平板電容器和并聯(lián)電阻； 其中，所述三級管的發(fā)射極經(jīng)所述接地電阻與電源負極相連，所述三級管的集電極經(jīng)所述 電感與電源正極相連，所述三級管的基極經(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，所述兩個電路單元在所述線路板上對稱設(shè)置，所述平板 電容器的兩個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緊固裝置固定連接。優(yōu)選地，上述的傳感器中，還包括步進伺服電機，用于驅(qū)動所述傳感器主體進行移動掃描，使之產(chǎn)生探測信號。優(yōu)選地，上述的傳感器中，還包括信號處理模塊，用于對所述探測信號進行采樣和處理，生成具有灰度等級的點矩 陣信號。優(yōu)選地，上述的傳感器中，所述信號處理模塊具體包括信號采樣單元，用于對所述探測信號進行采樣；信號處理單元，用于對所述采樣信號進行處理，生成具有灰度等級的點矩陣信號；編碼緩存單元，用于對所述點矩陣信號進行編碼緩存；通訊輸出單元，用于輸出所述點矩陣信號。本發(fā)明實施例至少存在以下技術(shù)效果1，本探測傳感器具有較高的探測準(zhǔn)確度，對不同大小的金屬及非金屬物體具有相 同探測能力。2，本探測傳感器輸出的點矩陣通訊信號，陣點多，各陣點具有灰度等級，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，本探測傳感器采用可編程邏輯器件FPGA (Field Programmable GateArray即現(xiàn) 場可編程門陣列)，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方便容易。


圖1為本發(fā)明實施例提供的傳感器的電路圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的傳感器的原理框圖。
具體實施例方式為實現(xiàn)本發(fā)明實施例的目的，技術(shù)方案更加清楚，下面將結(jié)合附圖對具體實施例 進行詳細描述本發(fā)明是一種非接觸式物體探測傳感器，對不同形狀的大小物體，具有相同的探 測能力。具有探測準(zhǔn)確度高、抗干擾能力強、與人機界面顯示部件結(jié)合、圖形可視等優(yōu)點。本發(fā)明為非接觸式物體探測用傳感器，具有兩個電路單元，每個電路單元具體包 括三級管、接地電阻、電感、平板電容器和并聯(lián)電阻；其中，三級管的發(fā)射極經(jīng)接地電阻與 電源負極相連；三級管的集電極經(jīng)電感與電源正極相連；三級管的基極經(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，所述兩個電路單元在線路板上對稱設(shè)置，平板電容器的兩個電容極板之間 具有可調(diào)整的夾角，用于針對不同的介質(zhì)進行調(diào)整。本探測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)、由步進伺服電機驅(qū)動掃描部分、信號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，三者通過緊固裝置固定聯(lián)結(jié)。本發(fā)明實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，探測傳感器與所探測物體保持非接觸狀態(tài)，當(dāng)檢測到金屬物體時，電 容回路振蕩頻率下降，振幅上升；當(dāng)檢測到非金屬物體時，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，其電容回路振蕩頻率和振幅無變 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，變成有灰度等級的點矩陣 通訊信號送入緩存器，由數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)將信號送出。圖2為本發(fā)明實施例提供的探測傳感器的原理框圖。本發(fā)明的非接觸式物體探測 傳感器包括上述一體化裝置主體210 (傳感器主體)和步進伺服電機220 ；所述步進伺服電機220，用于驅(qū)動信號采樣部件進行移動掃描。傳感器還包括信號處理模塊230，用于對所述探測信號進行處理，生成具有灰度等級的點矩陣信 號；其中，所述信號處理模塊230具體包括信號采樣單元231，用于對所述探測信號進行采樣；信號處理單元232，用于對所述采樣信號進行處理，生成具有灰度等級的點矩陣信 號；編碼緩存單元233，用于對所述點矩陣信號進行編碼緩存；通訊輸出單元234，用于輸出所述點矩陣信號。上述信號處理模塊230，可以通過信號處理器DSP，可編程邏輯器件FPGA或CPLD 等器件實現(xiàn)。由上可知，本發(fā)明實施例具有以下優(yōu)勢1，本探測傳感器具有較高的探測準(zhǔn)確度，對不同大小的金屬物體及非金屬物體具 有相同的探測能力。2，本探測傳感器輸出的點矩陣通訊信號，陣點多，各陣點具有灰度等級，與人機界 面顯示部件結(jié)合能觀察到所探測物體，且能反映出物體的外形。3，本探測傳感器采用可編程邏輯器件FPGA，CPLD組成的信號處理編碼電路，保密 性好，處理程序不易被讀出，且處理程序更改升級，方便容易。4.本傳感器抗干擾能力強，結(jié)構(gòu)輕巧、可移植性好等諸多優(yōu)點。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
一種非接觸式物體探測用傳感器，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電路單元；每個所述電路單元具體包括三級管、接地電阻、電感、平板電容器和并聯(lián)電阻；其中，所述三級管的發(fā)射極經(jīng)所述接地電阻與電源負極相連，所述三級管的集電極經(jīng)所述電感與電源正極相連，所述三級管的基極經(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，所述兩個電路單元在所述線路板上對 稱設(shè)置，所述平板電容器的兩個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，還包括步進伺服電機，用于驅(qū)動所述傳感器主體進行移動掃描，使所述傳感器主體產(chǎn)生探測信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感器，其特征在于，還包括信號處理模塊，用于對所述探測信號進行采樣和處理，生成具有灰度等級的點矩陣信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳感器，其特征在于，所述信號處理模塊包括 信號采樣單元，用于對所述探測信號進行采樣；信號處理單元，用于對所述采樣信號進行處理，生成具有灰度等級的點矩陣信號； 編碼緩存單元，用于對所述點矩陣信號進行編碼緩存； 通訊輸出單元，用于輸出所述點矩陣信號。
全文摘要
本發(fā)明提供一種非接觸式物體探測用傳感器，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電路單元；每個所述電路單元具體包括三級管、接地電阻、電感、平板電容器和并聯(lián)電阻；其中，所述三級管的發(fā)射極經(jīng)所述接地電阻與電源負極相連，所述三級管的集電極經(jīng)所述電感與電源正極相連，所述三級管的基極經(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準(zhǔn)確度，對不同大小的金屬及非金屬物體具有相同的探測能力。
文檔編號G01V3/08GK101943759SQ20091008875
公開日2011年1月12日 申請日期2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月10日
發(fā)明者東野長岐, 金文濤, 黃德志 申請人:嘉納爾科技(北京)有限公司