電容式槽形薄膜厚薄變化檢測傳感器的製作方法

2023-04-24 12:43:37 3

本發明涉及傳感器領域，特別是電容式槽形厚薄變化檢測傳感器。

背景技術：

標籤傳感器是自動貼標機上的重要設備，在貼標機運行中，標籤傳感器負責檢測標籤間隙並準確輸出信號，供機械控制部分工作。目前，隨著日化產品的日益精益化，高端化包裝、透明標籤、透明燙金標籤、透明燙銀標籤及鋁箔標籤等金屬透明標籤應用越來越多，市面上現有的產品裡用紅外光電式檢測的標籤傳感器檢測不了透明標籤；差分式電容式標籤傳感器能檢測透明標籤，但如果標籤上有燙金或燙銀部分時，會輸出錯誤信號；超聲波標籤傳感器利用聲波傳送的時間和強弱來判斷，存在著響應時間慢，精度略低等缺陷。

技術實現要素：

為了克服現有技術的上述缺點，本發明的目的是提供一種電容式槽形厚薄變化檢測傳感器，其利用電容式檢測原理進行標籤檢測，工作頻率高，可穩定檢測含金屬部分的標籤，且具有靈敏度手動調節和顯示功能，使用方便，可檢測紙質標籤，pvc標籤，透明標籤，燙金標籤，燙銀標籤，鋁箔標籤等各種標籤。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：電容式槽形薄膜厚薄變化檢測傳感器，包括傳感器電路，所述傳感器電路包括振蕩發生電路、檢測電極採集電路、運算比較輸出電路、二級電壓放大電路；所述振蕩發生電路包括電感l1的端子1-4、電容c8、電容c9、極性電容c11、電阻r12及三極體t2組成的振蕩電路，所述振蕩電路通過電感l1與檢測電極採集電路耦合連接，並在電感l1的端子5-7、端子6-8上產生感應電壓；所述檢測電極採集電路包括電感l1的端子5-8及電容傳感器，所述電容傳感器包括可調電容shift、感應電極電容ce2、整流器dc1及整流器dc2；電感l1的端子5、端子6與運算比較輸出電路連接；所述運算比較輸出電路包括運算比較器u2，所述運算比較器u2的6腳連接二級電壓放大電路；所述二級電壓放大電路，包括運算放大器u1a和運算放大器u1b，所述運算放大器u1b的輸出端輸出檢測信號；

其中，電感l1的端子1-4與電容c8、電容c9、電阻r12及三極體t2組成周期500納秒的震蕩電路，在電感l1的端子5-7、端子6-8上產生周期相同的感應電壓，500納秒周期和電容c8、電容c9、電阻r12的參數有關，工作效率高，能夠滿足現代高速貼標機的高速使用要求和高精度要求；可調電容shift的電容值可通過手動旋鈕進行調節，從而調節了傳感器的靈敏度；可調電容shift固定時，當有檢測標籤通過感應電極端時，感應電極電容ce2的電極端介質厚度發生變化，電極端對地組成電容的容量也隨之發生變化，當可調電容shift與感應電極電容ce2的兩個電容值不等時，在電感l1的端子5、端子6上產生電壓差，電極端介質厚度變化越大，產生的電壓差越大，經運算比較器u2比較放大，輸出到運算放大器u1a和運算放大器u1b再次放大，放大後得到的檢測信號輸出給顯示控制晶片u3處理；

所述三極體t2的型號為mmbt5551；所述運算比較器u2的型號為ad620；可調電容shift為精密可調電容，所述整流器dc1、整流器dc2的型號為bas70-04；所述運算放大器u1a、運算放大器u1b的型號為ad822。

作為本發明的進一步改進：電容式槽形厚薄變化檢測傳感器還包括數碼管顯示電路，所述數碼管顯示電路包括單片機放大倍數設置晶片p1、顯示控制晶片u3、數碼管smg1及按鍵開關s1，所述單片機放大倍數設置晶片p1連接顯示控制晶片u3，所述顯示控制晶片u3的2腳通過電阻r13接收檢測信號，顯示控制晶片u3的6腳連接按鍵開關s1，顯示控制晶片u3的5腳連接電晶體輸出npn、pnp電路並輸出開關信號；

顯示控制晶片u3驅動數碼管smg1，把檢測信號用1-9,e0共10個量來顯示，並向電晶體輸出npn、pnp電路輸出開關信號；當沒有標籤通過電極端時，數碼管smg1顯示1-3數字，當有標籤通過時，數碼管smg1顯示6-9,e0數字，清晰明了，便於使用觀察；根據檢測標籤的厚度變化，通過設置按鍵開關s1可選取不同的放大倍數，也可更改輸出的常開常閉；所述顯示控制晶片u3的型號為stm8s003f3p6，數碼管smg1的型號為2821b。

作為本發明的進一步改進：電容式槽形厚薄變化檢測傳感器還包括電晶體輸出npn、pnp電路，所述電晶體輸出npn、pnp電路包括晶片p2、三極體t4、三極體t5、三極體t6、三極體t7及發光管led1；所述晶片p2的3腳連接pnp輸出電路，晶片p2的4腳連接npn輸出電路，所述發光管led1為紅光led燈且串聯在npn輸出電路中，當檢測到標籤時，紅光led燈亮，使用方便；所述電晶體輸出npn、pnp電路連接數碼管顯示電路並接收開關信號；其中，三極體t4的型號為d772，三極體t5的型號為s8550，三極體t6的型號為s8050，三極體t7的型號為d882。

作為本發明的進一步改進：電容式槽形厚薄變化檢測傳感器還包括供電電路，所述供電電路包括電源電路、穩壓電路及分壓電路；所述電源電路包括穩壓晶片u4，穩壓晶片u4的1腳接5v電源且通過電容c15連接穩壓晶片u4的2腳，所述穩壓晶片u4的2腳接地，穩壓晶片u4的3腳連接8v電源且通過電容c16連接穩壓晶片u4的2腳；所述穩壓電路包括三極體t9及穩壓管ic1；所述分壓電路包括分壓器u7，分壓器u7的1-2腳接地，分壓器u7的3腳接8v電源；所述穩壓晶片u4的型號為l78l05，所述三極體t9的型號為d882，所述穩壓管ic1的型號為tl431，所述分壓器u7的型號為tle2426。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：電容式槽形厚薄變化檢測傳感器，其利用電容式檢測原理進行標籤檢測，工作頻率高，可穩定檢測含金屬部分的標籤，可根據檢測標籤的厚度調整放大倍數，且具有靈敏度手動調節和顯示功能，還可按鍵切換常開常閉，使用方便，可檢測紙質標籤，pvc標籤，透明標籤，燙金標籤，燙銀標籤，鋁箔標籤等各種標籤。

附圖說明

圖1為本發明傳感器電路的電路圖。

圖2為本發明數碼管顯示電路的電路圖。

圖3為本發明電晶體輸出npn、pnp電路的電路圖。

圖4為本發明供電電路的電路圖。

具體實施方式

現結合附圖說明與實施例對本發明進一步說明：

實施案例一：參考圖1，電容式槽形薄膜厚薄變化檢測傳感器，包括傳感器電路，所述傳感器電路包括振蕩發生電路、檢測電極採集電路、運算比較輸出電路、二級電壓放大電路；所述振蕩發生電路包括電感l1的端子1-4、電容c8、電容c9、極性電容c11、電阻r12及三極體t2組成的振蕩電路，所述振蕩電路通過電感l1與檢測電極採集電路耦合連接，並在電感l1的端子5-7、端子6-8上產生感應電壓；所述檢測電極採集電路包括電感l1的端子5-8及電容傳感器，所述電容傳感器包括可調電容shift、感應電極電容ce2、整流器dc1及整流器dc2；電感l1的端子5、端子6與運算比較輸出電路連接；所述運算比較輸出電路包括運算比較器u2，所述運算比較器u2的6腳連接二級電壓放大電路；所述二級電壓放大電路，包括運算放大器u1a和運算放大器u1b，所述運算放大器u1b的輸出端輸出檢測信號；

其中，電感l1的端子1-4與電容c8、電容c9、電阻r12及三極體t2組成周期500納秒的震蕩電路，在電感l1的端子5-7、端子6-8上產生周期相同的感應電壓，500納秒周期和電容c8、電容c9、電阻r12的參數有關，工作效率高，能夠滿足現代高速貼標機的高速使用要求和高精度要求；可調電容shift的電容值可通過手動旋鈕進行調節，從而調節了傳感器的靈敏度；可調電容shift固定時，當有檢測標籤通過感應電極端時，感應電極電容ce2的電極端介質厚度發生變化，電極端對地組成電容的容量也隨之發生變化，當可調電容shift與感應電極電容ce2的兩個電容值不等時，在電感l1的端子5、端子6上產生電壓差，電極端介質厚度變化越大，產生的電壓差越大，經運算比較器u2比較放大，輸出到運算放大器u1a和運算放大器u1b再次放大，放大後得到的檢測信號輸出給顯示控制晶片u3處理；

所述三極體t2的型號為mmbt5551；所述運算比較器u2的型號為ad620；可調電容shift為精密可調電容，所述整流器dc1、整流器dc2的型號為bas70-04；所述運算放大器u1a、運算放大器u1b的型號為ad822。

參考圖2，電容式槽形厚薄變化檢測傳感器還包括數碼管顯示電路，所述數碼管顯示電路包括單片機放大倍數設置晶片p1、顯示控制晶片u3、數碼管smg1及按鍵開關s1，所述單片機放大倍數設置晶片p1連接顯示控制晶片u3，所述顯示控制晶片u3的2腳通過電阻r13接收檢測信號，顯示控制晶片u3的6腳連接按鍵開關s1，顯示控制晶片u3的5腳連接電晶體輸出npn、pnp電路並輸出開關信號；

顯示控制晶片u3驅動數碼管smg1，把檢測信號用0-9共10個量來顯示，並向電晶體輸出npn、pnp電路輸出開關信號；當沒有標籤通過電極端時，數碼管smg1顯示0-3數字，當有標籤通過時，數碼管smg1顯示6-9數字，清晰明了，便於使用觀察；根據檢測標籤的厚度變化，通過設置按鍵開關s1可選取不同的放大倍數，也可更改輸出的常開常閉；所述顯示控制晶片u3的型號為stm8s003f3p6，數碼管smg1的型號為2821b。

參考圖3，電容式槽形厚薄變化檢測傳感器還包括電晶體輸出npn、pnp電路，所述電晶體輸出npn、pnp電路包括晶片p2、三極體t4、三極體t5、三極體t6、三極體t7及發光管led1；所述晶片p2的3腳連接pnp輸出電路，晶片p2的4腳連接npn輸出電路，所述發光管led1為紅光led燈且串聯在npn輸出電路中，當檢測到標籤時，紅光led燈亮，使用方便；所述電晶體輸出npn、pnp電路連接數碼管顯示電路並接收開關信號；其中，三極體t4的型號為d772，三極體t5的型號為s8550，三極體t6的型號為s8050，三極體t7的型號為d882。

參考圖4，電容式槽形厚薄變化檢測傳感器還包括供電電路，所述供電電路包括電源電路、穩壓電路及分壓電路；所述電源電路包括穩壓晶片u4，穩壓晶片u4的1腳接5v電源且通過電容c15連接穩壓晶片u4的2腳，所述穩壓晶片u4的2腳接地，穩壓晶片u4的3腳連接8v電源且通過電容c16連接穩壓晶片u4的2腳；所述穩壓電路包括三極體t9及穩壓管ic1；所述分壓電路包括分壓器u7，分壓器u7的1-2腳接地，分壓器u7的3腳接8v電源；所述穩壓晶片u4的型號為l78l05，所述三極體t9的型號為d882，所述穩壓管ic1的型號為tl431，所述分壓器u7的型號為tle2426。

本發明的主要功能：電容式槽形厚薄變化檢測傳感器，其利用電容式檢測原理進行標籤檢測，工作頻率高，可穩定檢測含金屬部分的標籤，可根據檢測標籤的厚度調整放大倍數，且具有靈敏度手動調節和顯示功能，還可按鍵切換常開常閉，使用方便，可檢測紙質標籤，pvc標籤，透明標籤，燙金標籤，燙銀標籤，鋁箔標籤等各種標籤。

綜上所述，本領域的普通技術人員閱讀本發明文件後，根據本發明的技術方案和技術構思無需創造性腦力勞動而作出其他各種相應的變換方案，均屬於本發明所保護的範圍。