[發明專利]一種用于確定電容器裝置介電性能的設備和方法

在審

• 申請號: 200980141275.4
• 申請日: 2009-10-12
• 公開（公告）號: CN102203595A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 瑞托·格里克
• 申請（專利權）人: 烏斯特技術股份公司
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22;G01N33/36;G01R27/26
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀鐵

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背景技術

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本發明屬于采用電設施檢查物質的領域。它涉及一種用于確定獨立權利要求前序所述的電容器裝置的至少一個介電性能的設備和方法。

本發明優選用于對優選為紡織結構的諸如粗疏條、粗紗、紗線或織物的長條形物進行電容性測試。本發明由此也涉及另一權利要求的前序所述的一種用于對移動的長條形測試對象進行電容性檢查的設備。這種檢查的目的例如可以是檢測雜質、識別單位長度的質量變化、以及/或測量測試對象中的濕度。本發明例如可用于在紡紗機和絡筒機中的清紗器內的生產過程中（聯機）、或用于在紗線測試裝置內的實驗室測試中（脫機）。

現有技術

已知有許多各種設備用于檢查或測試長條形紡織測試對象，例如粗疏條、粗紗、紗線或織物。取決于這些設備的應用，可將它們劃分為實驗室測試（脫機）和在生產過程中的測試（聯機）兩類。這些設備利用各種已知的傳感器原理，其中電容性測量原理對于本發明尤其適用，其中測量電容器通常被布置成平面式平板電容器，且包括用于測試對象的通孔。測量電容器是?LC?振蕩器的一部分，從而可在激發?LC?振蕩器時向測量電容器施加電交變電壓。該通孔由此經受交變電場。測試對象移動通過平板電容器，且經受交變場。檢測平板電容器的電輸出信號。由評估電路中的輸出信號確定測試對象的介電性能。由介電性能確定測試對象參數的變化，例如單位長度的質量和/或材料成分。對電容性紗線或紗條傳感器的描述例如可參見?GB-638,365?A。

為實現不受諸如空氣溫度或空氣濕度的外部因素影響的精確測量，通常使用補償方法。為此，所述設備除實際的測量電容器外，還包括參考電容器?？赏ㄟ^設置與所述兩個測量電容器平板平行的第三電容器平板形成該參考電容器，且可將三個電容器平板一同切換到一個電容性測量電路內。在?EP-0’924’513?A1、WO-2006/105676?A1?和?WO-2007/115416?A1?的說明書中給出測量電路以及適用于其輸出信號的評估電路的例子。

由?US-4,843,879?A?可知一種用于對紡織線進行電容性質量控制的裝置。它包括具有測量電容器和參考電容器的雙電容器裝置。該雙電容器裝置被內置在電路內。該電路包括振蕩器，該振蕩器用于向雙電容器裝置的兩個外部電容器電極施加兩個具有相反相位的交變電壓。信號放大器和平衡電容器位于振蕩器與各個電極之間的每個支路中，由此可將雙電容器裝置的輸出信號平衡到無任何測試對象時的數值零。

WO-2006/069720?A2?公開了一種用于對產品中（尤其是煙草、棉花或任何其他纖維產品中）的雜質進行電容性識別的測量設備和測量方法。高頻產生裝置產生高頻波并施加在測量電容器上。由閉合回路控制裝置將所產生的高頻波的電壓振幅保持恒定。

由?EP-0’922’963?A2?已知一種用于確定復阻抗的評估電路。由電壓源產生兩個交變電壓信號，其中之一被施加在待測阻抗上。阻抗的輸出信號與另一交變電壓信號結合，該交變電壓信號分別相移?0°?或?90°，從而可由分別得到的輸出信號確定阻抗的實數部分和虛數部分。電壓源包括用于產生數字信號的頻率發生器、1:2?分頻器、以及用于產生兩個相移達?90°?的交變電壓信號的?D?觸發器。在頻率變化中維持相移。

JP-2002-005971?A?顯示一種用于對諸如蒸餾水和自來水的各種液體進行電容性微分、以及對液體中的非金屬雜質進行檢測的裝置。為此，以寬頻方式對放置有樣品的電路進行掃描，并確定分散度。使用直接數字合成器?(direct?digital?synthesizer,?DDS)?作為用于掃描的信號發生器。

對于現有技術水平的電容性傳感器，測量電容器或測量電路是?LC?振蕩器的一部分。測量電容器由此影響施加在其上的交變電壓的參數，例如頻率、相位和振幅。另一方面，LC?振蕩器通常具有單一的諧振頻率、或至少數量非常有限的離散諧振頻率,以使其能正常運轉。只有非常費力才能改變或平衡諧振頻率和相位。

發明內容