一种介质感应式通道目标检测方法技术

本发明专利技术公开了一种介质感应式通道目标检测方法，该方法由多个平行板电容器实现，所述平行板电容器的两个金属极板平行正对放置于通道的内侧面；所有平行板电容器将人行通道分割成若干空间。本发明专利技术通过平行板电容器将人行通道中介质的变化转换成电容量的变化，检测的结果体现着介质的本质特征；由于是检测电容量的变化，因此检测手段变得简单、成熟、可靠，工程安装要求降低；实际生产中可充分利用产品的金属壳体构造平行板电容器，降低产品的生产成本；由于平行板电容器将人行通道分割成若干独立空间，对于每个空间的电容量大小均对应着该空间的介质特性，因此对于儿童和行李也可以进行有效的检测与识别，这是红外光通道检测技术所不能实现的功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电介质检测
，尤其涉及一种在平板电容的应用领域中，对人行通道中通行目标进行检测的方法。
技术介绍
在诸如车站自动检票、大型场馆的出入口检测等应用场合，红外对射式通道检测方式被大量地应用，通常将多个红外对管安装在通道的两侧，当通道中有人通行时，会有部分对管被遮挡，通过遮挡的规律，控制器就可以识别人行的方向和目标体积的大小。在具体的应用过程中，要准确地识别目标的体积，就需要更加紧密的排布红外收发对管，这会增加设备的成本和控制器的运算量，生产厂家通常会在产品性能和产品成本之间做折衷的考虑；同时，紧密排布的红外收发对管相互之间会引起干扰，增加设备的误判率。分布在通道两侧的红外收发对管的输出信号最终会连接到控制器，多路信号长距离地并行传输不是一个好的方法，通常会先将通道一侧的所有信号作状态编码后再串行传送到另一侧的控制器，增加了中间连接节点，不利于系统的可靠性；市售的专门应用于红外检测领域的一体化的红外发射器和接收器有一定的响应速度，当通道中的行人快速移动时，系统常常无法检测到行人的正确状态。为了降低相邻红外收发对管的相互影响，通常要在施工现场仔细地调整红外收发对管的安装角度或采用额外的光线隔离措施，通常无法取得理想的抗干扰效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有红外对射式通道检测方式存在的不足，提出了一种空间电介质参数检测的人行通道通行目标检测方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种介质感应式通道目标检测方法，该方法由多个平行板电容器实现，所述平行板电容器的两个金属极板平行正对放置于通道的内侧面；所有平行板电容器将人行通道分割成若干空间；通过检测通道中平行板电容器的电容量的变化，得到通道中介质的相对介电常数，从而实现人行通道目标的检测。进一步地，所述平行板电容器受脉冲信号驱动。进一步地，所述平行板电容器驱动脉冲信号的频率介于10kHz～10MHz之间。进一步地，通道内侧面阵列式固定若干平行板电容器，平行板电容器的金属极板为正方形，所有平行板电容器将人行通道空间均匀分割。进一步地，所述平行板电容器作为多谐振振荡器的频率控制元件，当平行板电容器的介质性质发生变化时，多谐振振荡器的输出频率会相应发生变化。进一步地，所述多谐振振荡器包括施密特反相器，平板电容器通过屏蔽电缆与施密特反相器相连。与现有的技术相比，本专利技术具有的有益效果是：通过平行板电容器将人行通道中介质的变化转换成电容量的变化，检测的结果体现着介质的本质特征；由于是检测电容量的变化，因此检测手段变得简单、成熟、可靠，工程安装要求降低；实际生产中，可充分利用产品的金属壳体构造平行板电容器，降低了产品的生产成本；由于平行板电容器将人行通道分割成若干独立的空间，对于每个空间的电容量大小均对应着该空间的介质特性，因此对于儿童和行李也可以进行有效的检测与识别，这是红外光通道检测技术所不能实现的功能。附图说明图1是一种介质感应式通道目标检测方法原理图；图2是基于施密特触发器的介质感应式通道目标检测方法电路原理图；图3是施密特触发器输入端和输出端的波形图。具体实施方式下面根据附图详细描述本专利技术，本专利技术的目的和效果将变得更加明显。本专利技术提供的一种介质感应式通道目标检测方法，该方法由多个平行板电容器实现，平行板电容器的两个金属极板平行正对放置于通道的内侧面；所有平行板电容器将人行通道分割成若干空间。本专利技术将人行通道目标的检测转化为平行板电容器容量的检测，通过检测通道中电容量的变化来推断通道中介质的相对介电常数，从而有效识别介质的性质。如图1所示，以在通道内侧面阵列式固定15对平行板电容器为例，金属极板为正方形，所有金属平板以S1、S’1，S2、S’2......S14、S’14，S15、S’15编号。所有平行板电容器将人行通道空间均匀分割。对于一个平行板电容器的电容量，由式1决定： C = ϵ ′ × S d ]]>(式1)其中ε'为平行板电容器两块极板间介质的介电常数，S为平行板电容器两块极板的正对面积，d为平行板电容器两块极板间的距离。当极板间的介质为真空时，称为真空介电常数ε0(或者真空电容率)，ε0＝8.854×10-12F/m。以真空介电常数为基准，其它介质介电常数相对于真空介电常数的比值称为相对介电常数ε，即ε'＝ε×ε0，式1可以表示为： C = ϵ × ϵ 0 × S d ]]>(式2)自然界一些常见物质的相对介电常数如表1所示。表1常见物质的相对介电常数物质相对介电常数物质相对介电常数物质相对介电常数真空1硬橡胶4.3石腊2.0～2.1空气1.000585橡胶2～3纸2.5水蒸汽1.00785木头2.8食盐7.5硫化氢1.004黄磷4.2肌肉66.2水81.5玻璃4.1脂肪12.7冰3～4大理石6.2骨头2甘油45.8花岗石8.3由于人体组织的大部分成分是水，还有各种离子物质，相对介电常数很高(水的相对介电常数为81.5)，这些物质使人体成为很好的电导体。当检测信号的频率不同时，各组织的相对介电常数略有差异。例如：当频率为100kHz时，肌肉的相对介电常数是66.2，脂肪的相对介电常数是12.7；当频率为400kHz时，肌肉的相对介电常数是58.0，脂肪的相对介电常数是11.6；频率为900kHz时，肌肉的相对介电常数是56.0，脂肪的介电常数是11.3。可见，频率较低时，相对介电常数的值稍大一些。对于图1中所示的一对电容极板S1、S’1，假定其面积为0.1m2，相对距离d1为0.5m，根据式2可计算得到其常温空气状态下的电容量约为1.8pF。通常，人体各组织的构成比例如表2所示，根据表2所示的数值，可计算得到人体的等效相对介电常数约为64.1。表2人体组织的构成比例当人体处于图1所示的通道中时，会改变通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种介质感应式通道目标检测方法，其特征在于，该方法由多个平行板电容器实现，所述平行板电容器的两个金属极板平行正对放置于通道的内侧面；所有平行板电容器将人行通道分割成若干空间；通过检测通道中平行板电容器的电容量的变化，得到通道中介质的相对介电常数，从而实现人行通道目标的检测。

【技术特征摘要】
1.一种介质感应式通道目标检测方法，其特征在于，该方法由多个平行板电容器实现，
所述平行板电容器的两个金属极板平行正对放置于通道的内侧面；所有平行板电容器将人行
通道分割成若干空间；通过检测通道中平行板电容器的电容量的变化，得到通道中介质的相
对介电常数，从而实现人行通道目标的检测。
2.根据权利要求1所述一种介质感应式通道目标检测方法，其特征在于，所述平行板电
容器受脉冲信号驱动。
3.根据权利要求2所述一种介质感应式通道目标检测方法，其特征在于，所述平行板电
容器驱动脉冲信号的频率介于10kHz～10MHz之间。

【专利技术属性】
技术研发人员：覃勇，朱金刚，卢旭鹏，
申请(专利权)人：杭州立方控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33