静电电容式水分检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种结构简单的静电电容式水分检测装置，即便不设置虚设电极也能够以足够的精度检测结霜状态等。检测与周围环境的水分的比例或状态对应的静电电容的变化的静电电容式水分检测装置具有：静电电容传感器，其具有彼此相对配置的第1电极和第2电极，静电电容根据第1电极与第2电极之间的水分的比例或状态而发生变化；驱动部，其对静电电容传感器施加交流信号；以及判定部，其根据来自静电电容传感器的输出电压的大小进行二值化，输出接通或断开的检测信号。静电电容传感器例如连接在驱动部的输出端与判定部的输入端之间，判定部对来自静电电容传感器的输出电压的大小与预先设定的阈值进行比较，由此进行二值化。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种结构简单的静电电容式水分检测装置，即便不设置虚设电极也能够以足够的精度检测结霜状态等。检测与周围环境的水分的比例或状态对应的静电电容的变化的静电电容式水分检测装置具有：静电电容传感器，其具有彼此相对配置的第1电极和第2电极，静电电容根据第1电极与第2电极之间的水分的比例或状态而发生变化；驱动部，其对静电电容传感器施加交流信号；以及判定部，其根据来自静电电容传感器的输出电压的大小进行二值化，输出接通或断开的检测信号。静电电容传感器例如连接在驱动部的输出端与判定部的输入端之间，判定部对来自静电电容传感器的输出电压的大小与预先设定的阈值进行比较，由此进行二值化。【专利说明】静电电容式水分检测装置
本专利技术涉及静电电容式水分检测装置，该静电电容式水分检测装置检测与周围环境的水分的比例或状态对应的静电电容的变化，输出检测信号。本专利技术的水分检测装置可以用作检测冷却器的结霜状态等的结霜传感器、根据土壤的干燥状态检测是否需要洒水的洒水传感器或者液面传感器等。
技术介绍
以往，在冰箱或冰柜等冷冻冷藏装置中，存在水分被冷却结霜而附着在冷却器上这样的问题，提出了用于解决该问题的多种除霜方法。例如，使用定时器，以适当的时间间隔驱动加热器，对冷却器等加热来进行除霜。但是，该情况下，为了可靠地进行除霜，会过度地驱动加热器，存在电力浪费这样的问题。为此，提出了以下方法:利用传感器检测是否已经在冷却器上结霜，当已经结霜时接通加热器进行除霜。例如提出了以下方法:将由金属棒构成的电场传感器与冷却器相对地设置，检测结霜引起的电容的变化(专利文献I)。根据专利文献1，向电场传感器施加交流信号，放射电波。当在电场传感器的电波放射范围内结霜时电容发生变化，因此，通过检测电容的变化来检测结霜状态。专利文献1:日本特开2010-91171号但是，在使用专利文献I公开的检测方法的情况下，电场传感器引起的电波放射波及包含周围的开放的较大区域，电波放射范围较大。因此，各种原因都会影响检测精度，存在难以提高检测精度这样的问题。为此，在专利文献I的方法中，设置虚设电极以成为与电场传感器的电极相同的环境，通过虚设电极的输出对环境变化引起的电场传感器的输出变动进行校正。因此，需要虚设电极和用于其控制的电路等，存在整体结构复杂化这样的问题。
技术实现思路
本专利技术正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种结构简单的静电电容式水分检测装置，即便不设置虚设电极也能够以足够的精度检测结霜的状态等。本专利技术的一个实施方式的装置是检测与周围环境的水分的比例或状态对应的静电电容的变化并输出检测信号的静电电容式水分检测装置，该静电电容式水分检测装置具有:静电电容传感器，其具有彼此相对配置的第I电极和第2电极，静电电容根据所述第I电极与所述第2电极之间的水分的比例或状态而发生变化；驱动部，其对所述静电电容传感器施加交流信号；以及判定部，其根据来自所述静电电容传感器的输出电压的大小进行二值化，输出接通或断开的检测信号。所述静电电容传感器可以连接在所述驱动部的输出端与所述判定部的输入端之间，或者也可以连接在所述驱动部的输出端与接地线之间。所述判定部可以对来自所述静电电容传感器的输出电压的大小与预先设定的阈值进行比较，由此进行所述二值化。根据本专利技术，能够提供一种结构简单的结霜状态检测装置和静电电容式检测装置，即便不设置虚设电极也能够以足够的精度检测结霜状态等。【专利附图】【附图说明】图1是示出第I实施方式的结霜状态检测装置的结构的图。图2是示出在第I实施方式中使用的结霜传感器的外形的正视图。图3是示出结霜状态检测装置的具体电路的一例的图。图4是示出第2实施方式的结霜状态检测装置的电路的例子的图。图5是示出第3实施方式的静电电容式检测装置的外形的图。图6是示出第3实施方式的静电电容式检测装置的电路的例子的图。图7是示出检测地面水分的水分传感器的例子的图。图8是示出将静电电容式检测装置作为液面传感器使用时的设置例的图。图9是示出水分传感器的其它例子的图。标号说明1、IB:结霜状态检测装置(静电电容式水分检测装置)IC:检测装置(静电电容式水分检测装置)11、11B、11C:驱动部12、12B、11C:判定部13:结霜传感器(静电电容传感器)13C:水分传感器(静电电容传感器)21、21C:基板22、22C:第I图形电极(第I电极)23、23C:第2图形电极(第2电极)30、30B、30C:水分传感器(静电电容传感器)31、32:电极棒(第I电极、第2电极)31B、32B:电线(第I电极、第2电极)31C、32C:电线(第I电极、第2电极)Rs:电阻值Cs:静电电容Zs:阻抗S1:输出电压S2:检测信号R2:电阻(电阻元件)R3:电阻(第2电阻元件)C2:电容元件GS:信号发生部IF、IFB:输入接口部KD、KDB、KDC: 二值化部HA:梳齿RP:冷却器【具体实施方式】〔第I实施方式〕首先，对将本专利技术的静电电容式水分检测装置作为结霜状态检测装置实施的第I实施方式进行说明。在图1中，结霜状态检测装置I由驱动部11、判定部12以及结霜传感器13等构成。图2中示出结霜传感器13的外形。在这些图1和图2中，驱动部11是对结霜传感器13施加交流信号的电路。使用正弦波、矩形波、三角波等作为交流信号。优选使用长波段或中波段的频率作为交流信号的频率。例如，使用50kHz?IMHz左右，例如57kHz、400kHz或它们附近的频率、其它频率。判定部12根据结霜传感器13的输出电压SI的大小进行二值化，输出表示是否处于结霜状态的检测信号S2。S卩，在由于冷却器RP结霜，后述的结霜传感器13的第I图形电极22与第2图形电极23之间的电阻值增大且静电电容减少，由此基于交流信号的输出电压SI大于阈值时，判定部12输出表示处于结霜状态的检测信号S2。结霜传感器13具有在基板21的表面以彼此相对的方式构图形成的第I图形电极22和第2图形电极23。结霜传感器13安装在冷却器RP的表面。基板21是由玻璃环氧树脂或陶瓷等构成的板状基板。利用铜等的金属材料在基板21的一个表面上形成第I图形电极22和第2图形电极23。另外，还可以使用在薄膜状绝缘体的表面形成铜箔等的图形的挠性印刷基板(FPC)作为基板21。如图2所示，第I图形电极22和第2图形电极23均为梳状，各自的梳齿HA被构图形成为彼此相对。在图2所示的实施方式中，第I图形电极22和第2图形电极23均具有3个梳齿HA，成为在一个梳齿HA之间插入另一个梳齿HA的状态。由此，在第I图形电极22的梳齿HA与第2图形电极23的梳齿HA之间形成间隙(gap) GP。作为结霜传感器13的尺寸的一例，基板21例如是一边为几毫米至几厘米的矩形。例如纵向I厘米左右，横向2厘米左右。也可比不是矩形而是圆形、椭圆形、多边形等。第I图形电极22的梳齿HA与第2图形电极23的梳齿HA的间隙GP例如是几十微米至几百微米左右。在结霜传感器13中，第I图形电极22与第2图形电极23之间的电阻值Rs的初始值是几十MQ以上，但是，在附着水滴时降低至几十kQ左右。如果附着的水滴冻结成冰或霜等，则上升至几百kQ左右。此外，第I图形电极22与第2图形电极23之间的静电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电电容式水分检测装置，其检测与周围环境的水分的比例或状态对应的静电电容的变化并输出检测信号，其特征在于，所述静电电容式水分检测装置具有：静电电容传感器，其具有彼此相对配置的第1电极和第2电极，静电电容根据所述第1电极与所述第2电极之间的水分的比例或状态而发生变化；驱动部，其对所述静电电容传感器施加交流信号；以及判定部，其根据来自所述静电电容传感器的输出电压的大小进行二值化，输出接通或断开的检测信号。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：中野浩一，
申请(专利权)人：北斗电子工业株式会社，
类型：发明
国别省市：