[實用新型]一種用于液體違禁品安全檢測的改進型電容傳感器

有效

• 申請號: 201120454089.0
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN202330346U
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 陳嘉敏;黃圣鈴;李維姣;尤曉明
• 申請（專利權）人: 公安部第三研究所
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 孫景宜

技術領域

本實用新型涉及到公共安全領域，一種用于液體違禁品安全檢測的改進型電容傳感器。

背景技術

液體炸藥和可燃物的發明和使用已經有相當長的歷史，但因威力不如固體炸藥強，其在軍事等領域使用并不是很普遍。但是近年來恐怖分子和不法分子利用其原料廉價、易取得、制造步驟簡單、容易偽裝成普通飲料或日用品、易引爆的特點，作為各種類型的恐怖襲擊或擾亂治安的工具，嚴重威脅了公眾安全和社會穩定。目前比較普遍的液體違禁品檢查儀一般基于以下幾種技術：靜態X射線斷層掃描技術、微波輻射技術、拉曼光譜、氣相色譜等，這些方法可以有效的完成違禁品檢測或預警，但是同時也存在著不同的缺點：如存在輻射危害、無法克服容器形狀和壁厚對檢測結果的影響、分析時間長不適于快速安檢的環境、體積大、價格高、誤判率高等。

利用準靜態電容層析技術能夠在不打開外包裝的情況下，探測出非金屬容器中液體是否為違禁品。這項技術的核心是測量液體介電常數。介電常數可以反映液體的性質，液體危險品的介電常數與水等普通液體相差很大。因此利用準靜態電容層析技術測量介電常數，可以判斷所測液體是否為液體違禁品。因為是純電子測量，無輻射危害，且很容易實現小型化。該技術與應用于石油加工、食品、造紙等領域的ECT(電容層析技術)的基本原理相同。由C＝ε·S/4πkd可知，當電容極板的距離d與有效面積S確定的情況下，介電常數與電容容量成正比，因此可以通過測量電容值，來推算介電常數。基于準靜態電容層析技術的液體違禁品檢查裝置正是基于這一原理。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種用于液體違禁品安全檢測的改進型電容傳感器，結合了傳統的平行板電極和梳妝電極的優點，從而實現本實用新型的目的。

本實用新型所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

一種用于液體違禁品安全檢測的改進型電容傳感器，其特征在于，包括一基板，所述基板的正面設置有兩排電極，兩排電極中的任意一個電極設置為激勵電極，其他的電極設置為接收電極；基板的反面設置有屏蔽電極；所述接收電極通過連接單片機。

在本實用新型的一個實施例中，所述基板為環氧樹脂-玻璃纖維基覆銅板，其電常數公稱值為4.7。

在本實用新型的一個實施例中，所述基板的外圍設置有屏蔽罩。

在本實用新型的一個實施例中，所述基板的反面整面覆銅，銅表面設置有絕緣層。

在本實用新型的一個實施例中，所述基板的正面設置有與反面材質厚度相同的絕緣層。

本實用新型的有益效果在于：結構簡單，設計巧妙，探測靈敏度較高，在不開瓶取樣的情況下，有效鑒別出在厚度為4mm以下的非金屬容器中濃度50％以上的酒精和水，可以用于非接觸式液體違禁品快速檢測。

附圖說明

圖1為本實用新型所述的改進型電容傳感器的結構示意圖。

圖2為不同液體在不同電極下的測量結果。

圖3為不同組分的酒精在不同電極下的測量結果。

圖4為不同容器在A電極下的測量結果。

具體實施方式

為使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施方式，進一步闡述本實用新型。

如圖1所示，本實用新型所述的一種用于液體違禁品安全檢測的改進型電容傳感器，包括一基板100，所述基板100的正面設置有兩排電極，兩排電極中的任意一個電極設置為激勵電極110，其他的電極設置為接收電極120；基板100的反面設置有屏蔽電極；所述接收電極通過串行通信總線連接單片機130。所述基板100為環氧樹脂-玻璃纖維基覆銅板，基板100的外圍設置有屏蔽罩140。基板100的反面整面覆銅，銅表面設置有絕緣層。基板100的正面設置有與反面材質厚度相同的絕緣層。

使用高度大于所有電極高度的、壁厚1mm的玻璃容器，分別盛滿汽油、丙酮、酒精和水用不同電極進行測量。在25攝氏度下幾種液體的介電常數如表1所示：

表1?25℃幾種液體的介電常數

如果我們將通道選擇端置于通道1，那么通道1就作為了激勵電極，而其他幾個電極就是接收電極了。讀出測試結果，用折線圖來表示。不妨選擇每組電極中的2號極板作比對，如圖2所示。

比較B和C兩組電極，B電極中兩極板間距小，測量數值明顯小于C，也即測量出的電容值明顯大于C，與前述的穿透深度與極板間距理論吻合。比較B和E兩組電極，可以看到電極寬度對測量結果的影響，電極越寬測量電容越大，也就是靈敏度越高。