[實(shí)用新型]一種新型水分含量測量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720527843.6
• 申請(qǐng)日: 2017-05-12
• 公開（公告）號(hào): CN206832734U
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李卓東;王帥;李強(qiáng);李幗婧嫻;鄧淵;瞿倩;王小波;王中克;賴波;劉福路;屈浩;蘇亞龍;唐磊;劉敏;彭睿;熊靜紅;何文劼;呂欣欣;張辰希
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都凡米科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N27/22
• 分類號(hào): G01N27/22
• 代理公司: 成都頂峰專利事務(wù)所(普通合伙)51224
• 代理人: 趙正寅

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及水分含量測定領(lǐng)域，特別是涉及一種新型水分含量測量裝置。

背景技術(shù)

水分含量是反映物體內(nèi)部潮濕程度的一個(gè)物理參數(shù)，指含水物質(zhì)中所含水分量占該物質(zhì)總重量的百分比(重量含水量)或所含水分的體積占該物質(zhì)總體積的百分比(容積含水量)。

現(xiàn)有的水分含量測量方法主要有烘箱法、電阻法、電容法、近紅外法、微波發(fā)等。電容法、近紅外法和微波法都是無損的檢測方法，但是近紅外法易受到被測物體的形狀、大小、密度的影響，并且不能測量物體內(nèi)部的水分。微波法成本較高，難以推廣。電容法利用水分的電介常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于被測物體本身的電介常數(shù)，通過測量電容的變化，來測量物體水分含量。

電容法成本低、體積小、易集成，可廣泛適用于各種便攜式電子設(shè)備中；但電容法易受到物體的形狀、電極極片和物體相位位置的影響；因此業(yè)界亟待一種新型的水分含量測量方法，適用于被測物體和電容極片相對(duì)位置不固定，接觸緊密程度有變化的情況。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的旨在提供一種可以避免待測物體和電極板之間相對(duì)位置變化而帶來的測量誤差。以提高測量準(zhǔn)確度，減小操作難度，降低對(duì)待測物體的形狀要求。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種新型水分含量測量裝置，包括兩片電容極片，以及相應(yīng)的屏蔽層；所述的兩片電容極片位于不同的平面且兩片電容極片所在平面平行。

進(jìn)一步，所述的兩片電容極片面積比值為0.2～5。

再進(jìn)一步，令電容極片的平均面積為S平方毫米，兩個(gè)電容極片的距離應(yīng)取S/1000毫米到S/5毫米區(qū)間，以保證兩個(gè)電極上的電容變化明顯，提高計(jì)算精度。

采用兩個(gè)電容極片，測量由于物體內(nèi)部水分引起的電容變化，利用兩個(gè)電容極片的上電容變化值的不同，去估計(jì)物體與電容極片的距離，用以計(jì)算極片在固定距離位置上的等效電容，通過等效電容來測量物體內(nèi)部的水分含量。采用三片、或是更多電容極片，計(jì)算物體和電容極片的相對(duì)距離，用以修正電容值，也應(yīng)視為本實(shí)用新型的變形，屬本實(shí)用新型保護(hù)范疇之內(nèi)。包含如下步驟：

S1:采用電容極片E1和電容極片E2兩個(gè)電容極片，固定兩個(gè)極片的相對(duì)距離為D；

S2:將物體移動(dòng)到電容極片E1和電容極片E2的正上方，記錄電容極片E1、電容極片E2電容的變化值，分別記為ΔC1和ΔC2；

S3:利用ΔC1和ΔC2的值，求解物體離電容極片的近似距離A，用以修正所測電容的值，設(shè)物體的厚度為H，令B＝A+H，假設(shè)物體含水量為Q；

ΔC1和ΔC2表示兩個(gè)電極的變化值，其中D是兩個(gè)電容極片的高度差；采用兩個(gè)幾何形狀相似的電容極片，可以認(rèn)為系數(shù)K₁＝K₂相同，令K₁＝K₂＝K；一般使高度差D遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于被測物體厚度H，因此B+D≈B。

在H已知的情況下，α和A存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，通過查表法，求解方程近似解，得到A的估計(jì)值；用以修正所測量的電容值。

S4:利用所測得的A值，將在距離為A處得到的電容改變值，修正到A0處的等效電容改變量。

S5:利用修正之后的電容改變量ΔC_A0以及電容變化量和含水量的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到物體內(nèi)部的含水量。

所述電容極片，有對(duì)應(yīng)的屏蔽層，以屏蔽其他物體對(duì)電容值的影響，其中，屏蔽層與對(duì)應(yīng)電極的距離，在0.1～150毫米區(qū)間，以達(dá)到良好的屏蔽效果。

所述水分含量測量的方法不僅可以用于測量物體的含水量，還適用于通過測量物體含水量來判斷物體當(dāng)前狀態(tài)或估計(jì)當(dāng)物體內(nèi)部水量；如通過紙尿褲內(nèi)的含水量，去判斷紙尿褲是否尿濕、計(jì)算嬰兒尿量，皆屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范疇。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型所述測量物體內(nèi)部水分含量的裝置示意圖。

圖2為本實(shí)用新型電容極片形狀示意圖。

在上述附圖中，各附圖標(biāo)記的含義為：E1-導(dǎo)電極片1，E2-導(dǎo)電極片2，P1-屏蔽層1，P2-屏蔽層2，W-待測物體。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)介紹本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖1中示出。