[發明專利]一種探測石膏板下面介質的電路及方法

有效

• 申請號: 201610481571.0
• 申請日: 2016-06-28
• 公開（公告）號: CN106154336B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 郭明峰;陳志宏;曾繁建;黃海林
• 申請（專利權）人: 漳州市東方智能儀表有限公司
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08;G01R27/26
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及一種探測石膏板下面介質的電路及方法。

背景技術

介質探測器，作為一種產品，早已經上市很多年。其核心部件是由平行板電容器（參考美國期滿專利：US4099118）構成的探測傳感器。當平行板電容器之間的電介質發生變化時，平行板電容器的容值會發生變化，可以根據這個變化可以判斷介質的存在情況。現有技術方法都是采用頻率固定的探測信號施加到傳感器上。

發明內容

本發明的目的是提供一種探測石膏板下面介質的電路及方法。

本發明采用以下技術方案實現：一種探測石膏板下面介質的電路，其包括MCU、傳感器、電位器、第一電阻、第二電阻、第一波形整形電路、第二波形整形電路、第一相位差電路、第二相位差電路、第一倒相電路、第二倒相電路、第一RC濾波電路、第二RC濾波電路、第一差分運放電路、第二差分運放電路、第一二階RC濾波電路、第二二階RC濾波電路、第一差分運放電路、第二差分運放電路、第一緩沖電路及第二緩沖電路； 所述傳感器由一組PCB銅箔構成，即由兩片形狀相同的銅箔構成，將兩片稱為左右極板；所述MCU提供一頻率固定的驅動信號ClK，所述驅動信號ClK接所述電位器的可調端；電位器的一端經第一電阻連接至左極板形成第一RC充放電路，電位器的另一端經第二電阻連接至右極板形成第二RC充放電路；第一RC充放電路接第一波形整形電路后輸出第一方波信號；第二RC充放電路接第二波形整形電路后輸出第二方波信號；第一方波信號接第一波形比較電路的一輸入，第一波形比較電路的另一輸入接驅動信號ClK，第一波形比較電路輸出接第一相位差信號；第二方波信號接第二波形比較電路的一輸入，第二波形比較電路的另二輸入接驅動信號ClK，第二波形比較電路輸出接第二相位差信號；第一相位差信號經第一倒相電路接第一RC濾波電路再接入第一差分運放電路的一輸入；第二相位差信號經第二倒相電路接第二RC濾波電路再接入第二差分運放電路的一輸入；所述MCU輸出第一PWM參考比較信號CAL_WD1、第二PWM參考比較信號CAL_WD2；CAL_WD1接第一二階RC濾波電路，濾波后的信號經第一緩沖電路接入第一差分運放電路的另一輸入；第一差分運放電路的輸出經第一差分運放電路差分運放輸出WD1，WD1接MCU的一采樣端；CAL_WD2第二二階RC濾波電路，濾波后的信號經第二緩沖電路接入第二差分運放電路的另一輸入；第二差分運放電路的輸出經第二差分運放電路差分運放輸出WD2，WD2接MCU的另一采樣端，其中第一電阻及第二電阻具有相同阻值。

一種探測石膏板下面介質的方法，其包括以下步驟：S01：提供一傳感器，該傳感器由一組PCB銅箔構成，即由兩片形狀相同的銅箔構成，將其定義為左、右極板；S02：所述驅動信號ClK接一電位器的可調端；電位器的一端經第一電阻連接至左極板輸出第一RC充放電信號，電位器的另一端經第二電阻連接至右極板輸出第二RC充放電信號；第一電阻及第二電阻具有相同阻值；S03：提供兩個波形整形電路，用于把S02中所產生的兩組RC充放電信號整形成兩組方波信號；S04：提供兩個波形比較電路，用于把S03步驟中輸出的兩組方波信號分別與S02中的CLK信號進行邏輯與操作，用來實現兩組相位差信號的產生；S05:提供兩個倒相電路，用于把S04產生的兩組相位差信號進行倒相操作；S06:提供兩個RC 濾波電路，對S05 產生的兩組信號進行濾波和整形，使之成為直流信號；S07:對S06產生的兩組直流信號進行適當倍數的放大和輸出阻抗的轉換；S08:提供兩路PWM參考比較信號CAL_WD1,CAL_WD2，兩路PWM信號的占空比由所述MCU控制；S09:提供兩路二階RC 濾波電路及兩路運放緩沖電路；二階RC濾波電路用于將CAL_WD1,CAL_WD2的兩路PWM信號整流成直流信號；兩路運放緩沖電路用于將CAL_WD1,CAL_WD2整流后的直流信號進行阻抗變換；S10:提供兩組差分信號放大電路，用于S09輸出的信號分別與S07輸出的信號進行信號差運算，然后再對差分信號進行放大得到兩組差分放大電路；S11:用MCU 采樣S10輸出的兩組差分放大信號，對兩路信號進行分析，如果一開始WD1>WD2, 當檢測到WD2 < WD1時，則認為檢測到中心；如果一開始WD2>WD1, 當檢測到WD1 < WD2時，則認為檢測到中心。

與現有技術相比，本發明提供探測中心的電路具有較強的拓展性，且電路更簡潔方便于大批量生產；本發明提供的探測方法，具有簡潔，穩定，抗干擾強等特點。

附圖說明

圖1位本發明一實施例的電路原理圖。