一种微细管路内流体检测结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种微细管路内流体检测结构，包括设置于微细管路旁的电极，电极有效感应区域整体形状与至少一部分被检测的微细管路盘绕或延伸形状相适应。电极至少包括正极与负极，正极与负极之间形成的电容信号经过被检测的微细管路。由于电极有效感应区域整体形状与微细管路盘绕或延伸形状最大程度上相适应，即使微细管路内径非常小，但由于电极有效感应区域液体量大大增加，信号有效变化量大大提高，检测敏感度也随之大大增加。本实用新型专利技术不仅保留了所有电容式传感器的优点，而且大大拓展了电容式传感器的应用范围。大拓展了电容式传感器的应用范围。大拓展了电容式传感器的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种微细管路内流体检测结构


[0001]本技术属于流体检测
，涉及一种微细管路内流体检测结构。

技术介绍

[0002]在液体传输或储液罐系统中，往往需要检测传输管路或储罐中有无液流或液位高低。其中较常见的检测手段为电容式接近开关，其基本原理如图1所示，介质3位于两正负极板(1,2)之间，当电容两极板间的介质发生改变时导致电容介电常数发生改变，并最终导致电容C改变，通过检测电容C的改变，即可判断电容间的介质是否发生了改变。如图2所示，电容式接近开关8设置在管路/容器7旁，当管路/容器7中有液体流过，或液体液位高低不同时，必将导致电容式接近开关8检测到的电容值发生改变，以此便可实现液流有无或液位高低的检测。
[0003]该方法的优点是非接触式，对液体无污染；相对于光电式检测方法，管路/容器7可以是非透明式；同时，液体可以是导电液体(如盐溶液或腐蚀性酸碱液等)，也可以是非导电液体(如去离子水或有机溶剂等)。通过上述电容式检测原理可知，介质的改变导致电容介电常数的改变必须达到一定的变化量方可检出。以图3示意图为例，电容式接近开关电容信号的有效变化量(图示H区域内d区域外显然都是无效区域)正比于V*ε，其中V＝π*d2*d1/4为液体量，ε为该液体的介电常数。对同一种液体而言，ε为定值，这就要求管路/容器直径Φd及电容式接近开关Φd1要足够大方可检出。显然，增加Φd1效果不仅不够显著(因常见的电容式接近传感器内部电极多数如图13所示，有效感应区域长度实际上只有约2W，2W远小于整体外径d1)，而且还会导致体积极其庞大而不利于设备微型化。故当Φd1一定时，如Φd足够小，则因液体量V过小而导致电容式接近开关的的介电常数改变量太小而无法检出。而对于不同液体交替检测时，如A液体和B液体，假设A液体的介电常数ε为B液体的5倍，如图3所示检测到有B液体，而如图4所示有残留A液体液滴，假设残留液滴液体量仅有图3所示部分液体量的1/5，则根据V*ε便可得出两种情形下的电容信号有效变化量相等并出现误判为有液体A的情况，反之还会出现漏判B的情况。这些问题在采用微细管道的仪器中尤为突出，由于分析仪器要使用尽可能少的试剂及尽可能细的管路，这就导致微细管路中的液体有无检测成了一个极大的难题。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本技术公开了一种微细管路内的流体检测结构，能够可靠应用于微细管路检测其中有无液体。
[0005]为了达到以上目的，本技术提供如下技术方案：
[0006]一种微细管路内流体检测结构，包括设置于微细管路旁的电极，其特征在于：所述电极有效感应区域整体形状与至少一部分被检测的微细管路盘绕或延伸形状相适应。
[0007]进一步的，所述电极至少包括正极与负极，所述正极与负极之间形成的电容信号经过被检测的微细管路。
[0008]进一步的，所述正极与负极全部位于管路一侧。
[0009]进一步的，所述正极与负极分设于管路两侧。
[0010]进一步的，微细管路位于电容信号最强区域内。
[0011]进一步的，所述电极采用电容式接近传感器
[0012]进一步的，还设置有屏蔽电极。
[0013]进一步的，当正极与负极分设于管路两侧时，所述屏蔽电极设置在正极远离负极的一侧；
[0014]当正极与负极全部位于管路一侧时，
[0015]所述屏蔽电极设置在电极远离管路的一侧，或所述屏蔽电极设置在电极远离管路的一侧以及电极的管路对侧。
[0016]进一步的，电极有效感应区域整体形状与微细管路盘绕或延伸形状为以下形状中的至少一种：环形、圆形、蛇形、线形。
[0017]进一步的，所述电极设置在固定板上且朝向微细管路，所述屏蔽电极设置在固定板上。
[0018]与现有技术相比，本技术具有如下优点和有益效果：
[0019]由于电极有效感应区域整体形状与微细管路盘绕或延伸形状最大程度上相适应，即使微细管路内径非常小，但由于电极有效感应区域液体量大大增加，信号有效变化量大大提高，检测敏感度也随之大大增加。本技术不仅保留了所有电容式传感器的优点，而且大大拓展了电容式传感器的应用范围。
附图说明
[0020]图1为电容式接近开关基本原理示意图。
[0021]图2为现有技术中电容式接近开关安装示意图。
[0022]图3为电容式接近开关有效感应区域及有液体示意图。
[0023]图4为管道内有残留液滴而无液体示意图。
[0024]图5为本技术一种实例信号路径示意图，图示中正极与负极分设于管路两侧，W环形区域信号最强。
[0025]图6为图5实例正极正视图示意图。
[0026]图7为图6仰视图。
[0027]图8为图6俯视图(图5中下PCB5俯视图也与此雷同)。
[0028]图9为图5实例所采用的微型管路盘绕形状示意图。
[0029]图10为图5实例与图9所示管路组合后的正视图示意图。
[0030]图11为图10俯视图或仰视图。
[0031]图12本专利技术另一种实例信号路径示意图，图中，正极与负极全部位于管路一侧，W环形区域信号最强。
[0032]图13为图12仰视图。
[0033]图14为图12实例与图9所示管路组合后的正视图示意图。
[0034]图15为图14俯视图或仰视图。
[0035]附图标记说明：
[0036]1‑
电容正电极；2
‑
电容负电极；3
‑
介质；4
‑
上PCB；5
‑
下PCB；6
‑
微型管道；7
‑
管道/容器；
[0037]8‑
电容式接近开关；9
‑
屏蔽电极；10
‑
电容信号路径。
具体实施方式
[0038]下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本技术，应理解下述具体实施方式仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。
[0039]本技术采用图5
‑
图11所示加以举例说明，本技术提供的微细管路(如管路内径小于2mm)内流体检测结构，包括分设在环形管路(本实例设计为环形盘绕是因为环形盘绕最易于组装生产且易于减小整体体积)两侧的上PCB4和下PCB5，上/下PCB紧靠管路一侧分别印制有与管道盘绕形状尽最大可能相适应的环形电容正电极1和环形电容负电极2。正极与负极之间形成的电容信号经过被检测的微细管路。本例中电极形状与管路盘绕形状、延伸轨迹相适应，在实际应用中，电极形状也可以根据需要调整，但电极的有效感应区域需与被检测微细管路盘绕形状、延伸轨迹相适应。电极有效感应区域是指沿着微细管路盘绕形状或延伸轨迹，分设在微细管路两侧各2倍于管路直径d4的区域。因负电极也起到隔离屏蔽电容信号作用，故下PCB没有额外再设置屏蔽电极，而正电极因在上PCB顶部也有信号路径，故在上PC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微细管路内流体检测结构，包括设置于微细管路旁的电极，其特征在于：所述电极有效感应区域整体形状与至少一部分被检测的微细管路盘绕或延伸形状相适应；所述电极至少包括正极与负极，所述正极与负极之间形成的电容信号经过被检测的微细管路。2.根据权利要求1所述的微细管路内流体检测结构，其特征在于：所述正极与负极全部位于管路一侧。3.根据权利要求1所述的微细管路内流体检测结构，其特征在于：所述正极与负极分设于管路两侧。4.根据权利要求1所述的微细管路内流体检测结构，其特征在于：微细管路位于电容信号最强区域内。5.根据权利要求1所述的微细管路内流体检测结构，其特征在于：所述电极采用电容式接近传感器。6.根据权利要求1所述的微细...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭永亮，
申请(专利权)人：南京意瑞可科技有限公司，
类型：新型
国别省市：