用于液體違禁品檢測的電容傳感器設(shè)計(jì)

比較圖7數(shù)據(jù)，可以看到C和D兩組電極的靈敏度較差，對50％和70％的酒精區(qū)分不開，而其他電極均能夠有效區(qū)分開，而A電極效果最佳。

在完成了電容極板的設(shè)計(jì)后，對電容傳感器極板性能參數(shù)進(jìn)行了分析，包括傳感器對于容器最大探測壁厚、不同容量、氣隙對測量結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)主要在容量為80 mL和150 mL壁厚為1～4 mm、最大氣隙為5 mm的情況下進(jìn)行。測量結(jié)果如圖8所示。

實(shí)驗(yàn)證明，該尺寸電容傳感器極板可以滿足在最小容量為80 mL，最大容器壁厚4．06 mm情況下的測量，其最大探測距離約為5 mm，基本符合設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語

經(jīng)過改進(jìn)的梳妝電極較平面板電極，能夠更好滿足測量的要求。但是在實(shí)驗(yàn)過程中，由于試驗(yàn)條件的限制我們只能使用240 kHz的正弦波激勵(lì)極板，根據(jù)Zc=1／jωC，如果升高激勵(lì)信號的頻率，容抗變小，在圖5所示的示意圖中，最終檢測的電壓就會(huì)升高，能夠進(jìn)一步提高測試靈敏度。如果可以把頻率提高到原來的2倍，檢測靈敏度會(huì)更高。如果想擴(kuò)展檢測范圍，則應(yīng)該降低檢測頻率。

另一方面，對于平面板電極，如果改變?nèi)臃绞?，改為探測每兩個(gè)相鄰極板之間采樣值的變化，同時(shí)加大A／D轉(zhuǎn)換器的采樣精度，該種電極也能夠具有較好的靈敏度，完全能夠滿足探測需求。