專利名稱：檢測(cè)裝置，檢測(cè)方法和敏感元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)物質(zhì)和液體、粉體、人體等的有無(wú)，或物質(zhì)和液體、粉體等的種類進(jìn)行檢測(cè)的高頻檢測(cè)裝置、檢測(cè)方法和敏感元件(傳感器)。
過(guò)去，對(duì)物質(zhì)和液體的有無(wú)或種類進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)裝置，采用使物質(zhì)通電，觀察其電壓降的通電法、與物體接觸的感應(yīng)法、或者采用接近開(kāi)關(guān)和光電式、超聲波式開(kāi)關(guān)。并且，過(guò)去檢查有無(wú)人體的檢測(cè)設(shè)備，采用測(cè)量重量的重量敏感元件、接近人體時(shí)靜電容量發(fā)生變化的靜電容量敏感元件，檢測(cè)人體使光進(jìn)行反射、遮射用的光敏感元件、以及其他紅外線敏感元件和超聲波敏感元件等。
過(guò)去檢測(cè)液體含鹽量的方法是，把電極放入液體內(nèi)，進(jìn)行通電，觀察其電壓降的通電法、與液體接觸的感應(yīng)法、或者用超聲波照射，觀察反射板的反射程度的方法。
利用上述原有方法和裝置存在的問(wèn)題是無(wú)法以非接觸方式精密地檢測(cè)出非透明小型容器內(nèi)的物質(zhì)和液體。尤其通電法和感應(yīng)法必須接觸被測(cè)物，并且，應(yīng)當(dāng)能透過(guò)光。再者，用超聲波不能測(cè)量小的容器。另外用通電法，光和超聲波法時(shí)檢測(cè)不出物體種類。
再者，雖然有利用高頻的接近敏感元件，但它把高導(dǎo)磁率的金屬作為靶子。這種接近敏感元件采用的方式基本上是用高頻振蕩線圈本身作為敏感元件的自激振蕩方式，當(dāng)金屬接近敏感元件時(shí)，線圈的阻抗發(fā)生變化，時(shí)而停止振蕩，時(shí)而開(kāi)始振蕩。但是，存在的問(wèn)題是這種方式不能檢測(cè)低導(dǎo)磁率的材料。
本發(fā)明正是為了解決上述問(wèn)題，其目的在于提供這樣一種檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法，即無(wú)論是金屬，還是液體、粉體等物質(zhì)，不管是透明、不透明都能檢測(cè)，并且可以檢測(cè)出物質(zhì)的種類。
另外，上述原有敏感元件存在的問(wèn)題是不能穩(wěn)定地把靜止的人體和物品等區(qū)別開(kāi)來(lái)。重量敏感元件在放上重物時(shí)會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作，光敏元件遇到遮光物體時(shí)無(wú)論是什么物質(zhì)，都會(huì)被誤認(rèn)為是有被測(cè)物質(zhì)。另外，超聲波敏感元件遇到反射物質(zhì)時(shí)，無(wú)論是什么物質(zhì)都會(huì)被誤認(rèn)為是有被測(cè)物質(zhì)。再者，紅外線敏感元件是把人體的動(dòng)作判斷成有人體，所以對(duì)靜止的人體沒(méi)有反應(yīng)。
常用的敏感元件有裝在椅子上的靜電容量敏感元件，但其存在的問(wèn)題是易受周?chē)挠绊?，?dāng)人的腳離開(kāi)地板時(shí)，會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作。并且，對(duì)腳不能接觸到地板的孩子也沒(méi)有反應(yīng)。
本發(fā)明的目的在于解決上述問(wèn)題，提供出能解決原有的各種敏感元件的問(wèn)題，能把靜止的人體與人體以外的物體區(qū)別開(kāi)來(lái)，而且檢測(cè)精度高的人體敏感元件、能檢測(cè)人體以外的物體的物體敏感元件以及物體檢測(cè)方法。
再者，上述的原有液體濃度檢測(cè)方法所存在的問(wèn)題是必須把電極和反射板放入測(cè)量液體內(nèi)，不能以非接觸方式進(jìn)行檢測(cè)。因此，必須在測(cè)量之前把電極和反射板清洗干凈。連續(xù)測(cè)量時(shí)，行程多，時(shí)間長(zhǎng)。并且，鹽對(duì)電極和反射板有腐蝕作用。另外，采用超聲波的方法時(shí)，存在的問(wèn)題是若容器直徑達(dá)不到5厘米以上，就不能測(cè)量。
本發(fā)明的目的在于解決上述問(wèn)題，提供一種能以非接觸方式進(jìn)行測(cè)量的、不必?fù)?dān)心電極等被腐蝕的、測(cè)量時(shí)間短、操作簡(jiǎn)單的液體濃度檢測(cè)裝置和液體濃度檢測(cè)方法。
本發(fā)明權(quán)利要求1的檢測(cè)裝置，包括發(fā)生高頻信號(hào)的振蕩部、從該振蕩部接收高頻信號(hào)的諧振電路、以及測(cè)量與該敏感元件部阻抗變化相對(duì)應(yīng)的信號(hào)的檢測(cè)部。上述敏感元件部和上述檢測(cè)部?jī)H由無(wú)源元件構(gòu)成，不包括有源元件。
在該檢測(cè)裝置中，來(lái)自振蕩部的高頻信號(hào)被送入敏感元件部?jī)?nèi)。在敏感元件部?jī)?nèi)，當(dāng)不存在被測(cè)物質(zhì)時(shí)，若把阻抗調(diào)到匹配狀態(tài)，那么，當(dāng)出現(xiàn)應(yīng)被測(cè)物質(zhì)時(shí)，敏感元件部的阻抗就會(huì)變化，阻抗不能匹配，與該阻抗變化相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，例如反射信號(hào)就被輸出。但是，當(dāng)不存在被測(cè)物質(zhì)時(shí)，阻抗達(dá)到匹配狀態(tài)，不能輸出信號(hào)。在檢測(cè)部通過(guò)對(duì)該信號(hào)的有無(wú)和大小進(jìn)行檢測(cè)，即可知道有無(wú)物質(zhì)及其種類。該檢測(cè)裝置也能檢測(cè)非磁性物質(zhì)，檢測(cè)部和敏感元件部全部采用無(wú)源元件，所以減小了一部分功耗，縮小了體積。
再者，權(quán)利要求4的檢測(cè)裝置包括發(fā)生高頻信號(hào)的振蕩部、包含諧振電路(諧振電路從振蕩部接收高頻信號(hào))的敏感元件檢測(cè)部、輸出與該敏感元件部的阻抗變化相對(duì)應(yīng)的信號(hào)的檢測(cè)部。把上述高頻信號(hào)的頻率設(shè)定得高一些，以保證能根據(jù)在上述敏感元件部附近有無(wú)非磁性的預(yù)定物質(zhì)或物體，使上述檢測(cè)部的輸出產(chǎn)生差異。可設(shè)定的頻率范圍為10MHZ-300MHZ。
若使用本檢測(cè)裝置，則在敏感元件附近存在非磁性物質(zhì)，例如流體、粉體、固體的情況下，與不存在時(shí)相比，敏感元件部的阻抗發(fā)生變化，從檢測(cè)部輸出的信號(hào)不同于不存在任何物質(zhì)時(shí)。
再者，權(quán)利要求6的檢測(cè)裝置包括發(fā)生高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路的線圈安裝位置保證能接收來(lái)自上述振蕩部的高頻信號(hào)，同時(shí)能受到附近物質(zhì)或物體導(dǎo)磁率的影響；檢測(cè)部，它能檢測(cè)出上述諧振電路受該敏感元件部的外部附近物質(zhì)或物體的導(dǎo)磁率影響而發(fā)生的變化，輸出與該變化相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。
該檢測(cè)裝置也可以識(shí)別流體、粉體、固體。
另外，權(quán)利要求7的檢測(cè)裝置包括發(fā)生高頻信號(hào)的振蕩部；包含調(diào)振電路并設(shè)定諧振頻率的敏感元件部，它把諧振頻率設(shè)定在能使上述振蕩部的信號(hào)頻率位于諧振特性曲線的陡坡位置上；檢測(cè)部，它輸出與上述敏感元件部外邊附近狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。
該檢測(cè)裝置把振蕩頻率調(diào)整到敏感元件部的諧振特性曲線陡坡的位置上。因此，當(dāng)物質(zhì)接近敏感元件部時(shí)，敏感元件部頻率特性稍有一點(diǎn)變化，信號(hào)輸出就有很大變化，所以檢測(cè)精度高。
再者，權(quán)利要求8的檢測(cè)裝置包括發(fā)出高頻信號(hào)的振蕩部；敏感元件部，它包括接收來(lái)自振蕩部的高頻信號(hào)的諧振電路，當(dāng)外部附近狀況處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，產(chǎn)生諧振，阻抗的虛數(shù)值被設(shè)定到零附近；檢測(cè)部，它輸出與敏感元件部阻抗虛數(shù)值的增大相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。
該檢測(cè)裝置，當(dāng)物質(zhì)接近敏感元件部諧振電路附近時(shí)，敏感元件部的阻抗虛數(shù)部就增大，檢測(cè)部的信號(hào)輸出增大，由于不僅阻抗的實(shí)數(shù)部變化而且虛數(shù)部也變化，所以，可以看出，外部狀態(tài)發(fā)生變化。
再者，權(quán)利要求9的檢測(cè)裝置包括發(fā)生高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路接收來(lái)自振蕩部的高頻信號(hào)；檢測(cè)部，它檢測(cè)出根據(jù)其外部附近的狀況而進(jìn)行反射的反射波，并輸出與反射波相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。
若采用該檢測(cè)裝置，則由于能輸出與來(lái)自敏感元件部的反射波相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，所以，輸出處理很簡(jiǎn)單。
再者，權(quán)利要求12的檢測(cè)裝置包括發(fā)出高頻信號(hào)的振蕩部包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路接收來(lái)自該振蕩部的信號(hào)；檢測(cè)部，它連接到上述振蕩部和上述敏感元件部，把來(lái)自上述振蕩部的入射波和來(lái)自上述敏感元件部的反射波分離開(kāi)來(lái)，分別輸出與其相對(duì)應(yīng)的信號(hào)；再者，權(quán)利要求13的檢測(cè)裝置包括
發(fā)生高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路接收來(lái)自該振蕩部的信號(hào)；檢測(cè)部，它連接到上述振蕩部和上述敏感元件部，把來(lái)自上述振蕩部的入射波和來(lái)自上述敏感元件部的反射波分離開(kāi)來(lái)，分別輸出與其相對(duì)應(yīng)的信號(hào)；處理部，它連接到該檢測(cè)部的2個(gè)輸出端上，其輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)于來(lái)自上述振蕩部的入射波和來(lái)自上述敏感元件部的反射波之比。
這些檢測(cè)裝置，由于把進(jìn)入敏感元件部的入射波和來(lái)自敏感元件部的反射波分離開(kāi)來(lái)，進(jìn)行輸出，所以，可取其比，即使振蕩部的高頻信號(hào)發(fā)生變化，也能使輸出穩(wěn)定，保證高精度檢測(cè)。
再者，權(quán)利要求14的檢測(cè)裝置包括發(fā)生高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路接收來(lái)自該振蕩部的高頻信號(hào)；檢測(cè)部，它輸出與該敏感元件部外部附近狀況相對(duì)應(yīng)的信號(hào)；電阻哀減器，它設(shè)置在該檢測(cè)部和上述振蕩部之間。
該檢測(cè)裝置，由于利用哀減器來(lái)控制高頻信號(hào)從振蕩部進(jìn)入敏感元件部，或者控制反射信號(hào)從敏感元件部進(jìn)入振蕩部，所以振蕩部能穩(wěn)定地進(jìn)行輸出。
再者，權(quán)利要求16的檢測(cè)裝置包括發(fā)生高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路接收來(lái)自該振蕩部的高頻信號(hào)；
檢測(cè)部，它輸出與該敏感元件部外部附近狀況相對(duì)應(yīng)的信號(hào)；自動(dòng)增益控制電路，它設(shè)置在該檢測(cè)部和上述振蕩部之間。
該檢測(cè)裝置利用自動(dòng)增益控制電路來(lái)控制來(lái)自振蕩部的高頻信號(hào)使其達(dá)到一定電平，并送入到敏感元件部?jī)?nèi)。
再者，權(quán)利要求17的檢測(cè)方法，把由振蕩部發(fā)生的高頻信號(hào)供給到包含諧振電路的敏感元件部?jī)?nèi)，檢測(cè)出包含反射波的信號(hào)，該反射波是在敏感元件部?jī)?nèi)根據(jù)外部狀態(tài)進(jìn)行反射的，利用該信號(hào)來(lái)檢測(cè)外部狀態(tài)以及有無(wú)物質(zhì)或物體。
再者，權(quán)利要求18的檢測(cè)方法，把由振蕩部發(fā)生的高頻信號(hào)供給到包含諧振電路的敏感元件部?jī)?nèi)，檢測(cè)出隨外部狀態(tài)而變化的敏感元件部的電壓或電流，利用該電壓或電流來(lái)檢測(cè)物體。
再者，權(quán)利要求19的檢測(cè)裝置包括發(fā)生高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，該諧振電路接收來(lái)自該振蕩部的高頻信號(hào)；檢測(cè)部，它輸出與該敏感文件部的外部附近的狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)；判斷裝置，它能辨別出該檢測(cè)部的輸出信號(hào)，能判斷出有無(wú)規(guī)定的液體。
該檢測(cè)裝置不需要液面檢測(cè)用的浮標(biāo)。
并且，即使有氣泡也不會(huì)誤動(dòng)作。另外，還可以檢查密閉容器內(nèi)的液面。再者，權(quán)利要求20的界面檢查裝置包括發(fā)生高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路接收來(lái)自該振蕩部的高頻信號(hào)。
檢測(cè)部，它能檢測(cè)出根據(jù)該敏感元件部外部附近狀態(tài)而反射出來(lái)的反射波，能輸出與反射波相對(duì)應(yīng)的信號(hào)；界面檢測(cè)部，它能根據(jù)該檢測(cè)部的輸出信號(hào)而檢測(cè)出來(lái)自上述敏感元件部的反射信號(hào)的變化點(diǎn)，從而檢查出物質(zhì)的界面。利用該界面檢測(cè)裝置，可以檢測(cè)出液體和液體、液體和氣體、氣體和粉體等的界面。
再者，權(quán)利要求21的粉體檢測(cè)裝置包括；發(fā)生高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路接收來(lái)自該振蕩部的高頻信號(hào)。
檢測(cè)部，它能檢測(cè)出根據(jù)該敏感元件部的外部附近狀態(tài)而反射出來(lái)的反射波，并輸出與該反射波相對(duì)應(yīng)的信號(hào)；粉體有無(wú)判斷部，它能辨別出該檢測(cè)部的輸出信號(hào)的電平，判斷出有無(wú)粉體。若利用該粉體檢測(cè)裝置，則可檢測(cè)出小麥粉、脫脂奶粉、咖啡粉、可可粉和上等白糖粉等。
再者，權(quán)利要求22的濕度檢測(cè)裝置包括發(fā)生高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路接收來(lái)自該振蕩部的高頻信號(hào)；檢測(cè)部，它能檢測(cè)出放置在該敏感元件部附近的收水性粉體和敏感元件部的反射波，并輸出與該反射波相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。
處理裝置，它能把該檢測(cè)部的輸出信號(hào)變換成濕度。
再者，權(quán)利要求23的液體濃度檢測(cè)裝置包括
發(fā)生高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路接收來(lái)自該振蕩部的高頻信號(hào)；檢測(cè)部，它能檢測(cè)出根據(jù)該敏感元件部外部附近狀態(tài)而反射出來(lái)的反射波，并輸出與該反射波相對(duì)應(yīng)的信號(hào)；處理裝置，它能把該檢測(cè)部的輸出信號(hào)變換成溶質(zhì)濃度；顯示裝置，它能顯示該處理裝置的輸出信號(hào)。
該液體濃度檢測(cè)裝置，把敏感元件部設(shè)置在裝有液體的容器附近，把高頻信號(hào)從振蕩部通過(guò)傳輸部送入到敏感元件部?jī)?nèi)。與液體濃度相關(guān)的反射信號(hào)從敏感元件部返回到傳輸部，由檢測(cè)部將其檢測(cè)出來(lái)。該檢測(cè)信號(hào)在信號(hào)變換器內(nèi)變換成溶質(zhì)濃度，顯示在顯示部上。
再者，權(quán)利要求25的液體濃度檢測(cè)方法是把來(lái)自振蕩部的高頻信號(hào)加到包含諧振電路的敏感元件部?jī)?nèi)，由連接在上述敏感元件部上的檢測(cè)部來(lái)檢測(cè)出與被測(cè)液體濃度相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，由處理部把該信號(hào)變換成溶質(zhì)濃度，由顯示部顯示出變換后的數(shù)值。
再者，權(quán)利要求26的溫度檢測(cè)裝置包括發(fā)生高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路接收來(lái)自該振蕩部的高頻信號(hào)；檢測(cè)部，它能檢測(cè)出放置在該敏感元件部附近的溫度依賴性水溶液和從上述敏感元件部反射出來(lái)的反射波，并輸出與該反射波相對(duì)應(yīng)的信號(hào)；處理部，它能把與該檢測(cè)部的上述水溶液濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)變換成溫度；顯示裝置，它把該處理裝置的輸出信號(hào)顯示出來(lái)。
再者，權(quán)利要求27的物體敏感元件包括能發(fā)生不同頻率的高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路接收來(lái)自該振蕩部的高頻信號(hào)；檢測(cè)部，它輸出與該敏感元件部外部附近狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)；控制部，它能根據(jù)該檢測(cè)部的輸出信號(hào)和上述振蕩部發(fā)生的振蕩頻率來(lái)檢測(cè)物體。
利用該物體敏感元件把高頻信號(hào)從振蕩部傳送到敏感元件部。并且，振蕩部的振蕩頻率在規(guī)定范圍內(nèi)可自動(dòng)變化和掃描。傳送到敏感元件部?jī)?nèi)的高頻信號(hào)，根據(jù)敏感元件的外部狀態(tài)產(chǎn)生出相應(yīng)的反射波。由檢測(cè)部檢測(cè)出該反射波，并將其輸出。導(dǎo)磁率隨外部狀態(tài)的不同(例如空氣、物體、人體等)而變化，阻抗隨該導(dǎo)磁率的不同而異，所以，反射波的大小隨頻率不同而異。在敏感元件部附近沒(méi)有任何東西時(shí)或者有物品等時(shí)，如圖29所示，在某一定頻率時(shí)反射波急劇減小。即Q值增大。但是在有人體的情況下，具有諧振特性時(shí)Q值低，反射波始終保持在基準(zhǔn)值以上。所以，根據(jù)頻率掃描范圍內(nèi)的反射波的大小，可以檢測(cè)出物品和人體。
再者，權(quán)利要求31的人體或物體的敏感元件包括可發(fā)生不同頻率的高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路具有與人體檢測(cè)部的大小相適應(yīng)的線圈。
檢測(cè)部，它能輸出與該敏感元件部外部附近狀況相對(duì)應(yīng)的信號(hào)；控制部，它可以根據(jù)該檢測(cè)部的輸出信號(hào)和由上述振蕩部發(fā)生的振蕩頻率，來(lái)識(shí)別出人體和其他物體，達(dá)到檢測(cè)目的。
再者，權(quán)利要求35的物體檢測(cè)方法是由振蕩部產(chǎn)生高頻信號(hào)，然后一邊改變?cè)摳哳l信號(hào)的頻率，一邊向包含諧振電路的敏感元件部傳送，測(cè)量出與各振蕩頻率，相對(duì)應(yīng)的反射功率，根據(jù)該頻率和反射功率的關(guān)系來(lái)檢測(cè)物品或人體等。
再者，權(quán)利要求36的檢測(cè)裝置包括發(fā)生高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路的線圈位置能保證接收來(lái)自該振蕩部的高頻信號(hào)，同時(shí)能受到附近的物質(zhì)或物體導(dǎo)磁率的影響；檢測(cè)部，它能檢測(cè)出上述諧振電路因受到敏感元件外部附近的物質(zhì)和物體的導(dǎo)磁率影響而發(fā)生的變化，并輸出與該變化相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。
在上述檢測(cè)裝置中，上述敏感元件部通過(guò)電纜與上述振蕩部和上述檢測(cè)部相連接，把敏感元件部與上述振蕩部和上述檢測(cè)部分離開(kāi)，使其作為獨(dú)立的構(gòu)成部分。
由于只有敏感元件部是獨(dú)立的部分，所以，能減小敏感元件部的體積，使其可以放置在任何地方，特別是可放在很小的地方。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施例物體檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖2是該實(shí)施例物體檢測(cè)裝置的敏感元件部的電路圖。
圖3是表示該敏感元件部所使用的繞制在環(huán)狀磁心上的檢測(cè)線圈的圖。
圖4是對(duì)另一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明的方框圖。
圖5是表示敏感元件部反射特性的圖。
圖6是無(wú)蓋子容器內(nèi)的液面檢測(cè)的說(shuō)明圖。
圖7是帶蓋子容器內(nèi)的液面檢測(cè)的說(shuō)明圖。
圖8是非透明容器內(nèi)的液面檢測(cè)的說(shuō)明圖。
圖9是帶標(biāo)簽容器內(nèi)的液面檢測(cè)的說(shuō)明圖。
圖10是水性溶液和油性溶液的平整液體界面檢測(cè)的說(shuō)明圖。
圖11是在水性溶液和油性溶液之間有混合區(qū)時(shí)的液體界面檢測(cè)的說(shuō)明圖。
圖12是液體和固態(tài)物的平整液體界面檢測(cè)的說(shuō)明圖。
圖13是液體和固態(tài)物的不規(guī)則液體界面檢測(cè)的說(shuō)明圖。
圖14是有氣泡的液體界面檢測(cè)的說(shuō)明圖。
圖15是對(duì)敏感元件部和被測(cè)物之間的距離進(jìn)行檢測(cè)時(shí)的說(shuō)明圖。
圖16是表示本發(fā)明另一實(shí)施例的液體濃度檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖17是用該液體濃度檢測(cè)裝置測(cè)量出的鹽水濃度和檢測(cè)電壓的關(guān)系圖。
圖18是本發(fā)明的另一實(shí)施例液體濃度檢測(cè)裝置的電路圖。
圖19是表示在溫度4℃、25℃、50℃時(shí)敏感元件相對(duì)于容器的位置和檢測(cè)電壓的測(cè)量結(jié)果的圖。
圖20是表示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例液體濃度檢測(cè)裝置的電路圖。
圖21是表示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例液體濃度檢測(cè)裝置的電路圖。
圖22是表示本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的人體敏感元件結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖23是該人體敏感元件中的檢測(cè)線圈的說(shuō)明圖。
圖24是該人體敏感元件的另一種檢測(cè)線圈的結(jié)構(gòu)圖。
圖25是繞制在縱斷面為E形的磁心上的檢測(cè)線圈結(jié)構(gòu)圖。
圖26是把人體傳感器安裝到坐席的座子的示意圖。
圖27是把人體傳感器安裝到座墊內(nèi)的示意圖。
圖28是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例人體敏感元件的電路圖。
圖29是表示在該實(shí)施例人體敏感元件中分別在空席、就座(兒童)、就座(大人)、物品的不同情況下來(lái)自振蕩部的信號(hào)的頻率和反射波的關(guān)系的圖。
圖30是對(duì)該實(shí)施例人體敏感元件的人體就座檢測(cè)動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的頻率—反射波特性圖。
圖31是對(duì)該實(shí)施例人體敏感元件的就座檢測(cè)動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。
圖32是本發(fā)明的另一實(shí)施例人體敏感元件的電路圖。
圖33是表示本發(fā)明另一實(shí)施例粉體檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖34是利用該實(shí)施例粉體檢測(cè)裝置對(duì)小麥粉進(jìn)行檢測(cè)的說(shuō)明圖。
圖35是表示利用該實(shí)施例粉體檢測(cè)裝置對(duì)容器中的上等白糖進(jìn)行檢測(cè)時(shí)敏感元件位置與輸出電壓的關(guān)系的圖。
圖36是表示利用該實(shí)施例粉體檢測(cè)裝置對(duì)容器中的可可粉進(jìn)行檢測(cè)時(shí)敏感元件位置與輸出電壓的關(guān)系的圖。
圖37是表示利用該實(shí)施例粉體檢測(cè)裝置對(duì)容器中的咖啡粉進(jìn)行檢測(cè)時(shí)敏感元件位置與輸出電壓的關(guān)系的圖。
圖38是表示利用該實(shí)施例粉體檢測(cè)裝置對(duì)容器中的脫脂奶粉進(jìn)行檢測(cè)時(shí)敏感元件位置與輸出電壓的關(guān)系的圖。
圖39是敏感元件沿細(xì)管進(jìn)行上下移動(dòng)的機(jī)構(gòu)的側(cè)面圖。
圖40是從一個(gè)方向觀看該機(jī)構(gòu)上的敏感元件部的放大側(cè)面圖。
圖41是從另一個(gè)方向觀看該機(jī)構(gòu)上的敏感元件部的放大側(cè)面圖。
圖42是從上部觀看該機(jī)構(gòu)上的敏感元件部的放大頂視圖。
符號(hào)說(shuō)明1是敏感元件部；2是振蕩部；3是反射波敏感元件部；4是傳輸線路。
實(shí)施例以下通過(guò)實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的物體檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)電路圖。該物體檢測(cè)裝置包括敏感元件部1、通過(guò)傳輸線路4向該敏感元件部1傳送高頻信號(hào)的振蕩部2，檢測(cè)反射信號(hào)的反射波敏感元件部3(該反射信號(hào)是送入敏感元件部1內(nèi)的高頻信號(hào)在敏感元件部1內(nèi)后射而回到振蕩部2內(nèi)的)。作為檢測(cè)部一例的反射波敏感元件3和敏感元件部1僅僅包含無(wú)源元件，未包含有源元件。
敏感元件部1的結(jié)構(gòu)部分包括檢測(cè)線圈11，與該檢測(cè)線圈11構(gòu)成串聯(lián)諧振電路的諧振用電容器12、初級(jí)與輸入側(cè)的諧振電路相連接，次級(jí)與高頻輸入端子14和接地GND相連接的實(shí)數(shù)用變壓器13(參見(jiàn)圖2)。不過(guò)，諧振電路也可采用并聯(lián)諧振電路。
振蕩部2，在這里采用了由晶體振子構(gòu)成的振蕩電路。但是，振蕩電路本身也可以采用其他常用(一般)的高頻振蕩電路，例如，LC(電感、電容)振蕩器和PLL(鎖相環(huán))。振蕩部2的輸出頻率，在此采用了40.68MHz。但是，10MHz-300MHz適用于檢測(cè)非磁性體并且能減小裝置的體積。再者，反射波敏感元件部3，包含方向性耦合器，把來(lái)自敏感元件部1的反射波作為功率檢測(cè)出來(lái)，變換成電壓。也就是說(shuō)，這是與傳輸線路4相連接的電容器31、與該電容器的一端相連接的電阻32和線圈33的并聯(lián)電路。線圈33與傳輸線路4進(jìn)行M耦合，并聯(lián)電路的另一端與二極管34的陽(yáng)極相連接，二極管34的陰極通過(guò)電容器35接地GND。與此同時(shí)，從陰極輸出模擬輸出信號(hào)，即變換成電壓的反射波。這里所用的反射波敏感元件采用了CM耦合，但是，也可以采用MM耦合方法等其他敏感元件。
本實(shí)施例物體檢測(cè)裝置，通過(guò)傳輸線路4把高頻信號(hào)從振蕩部2傳送到敏感元件部1內(nèi)。例如，諧振電路的諧振頻率被設(shè)定為與振蕩部2的頻率相同，當(dāng)設(shè)有被測(cè)物體(或物質(zhì))，周?chē)强諝鈺r(shí)，假定敏感元件部1的阻抗(這里，虛數(shù)部為零，僅有實(shí)數(shù)部的50Ω)和傳輸線路4的阻抗達(dá)到匹配狀態(tài)，那么，送來(lái)的高頻信號(hào)的反射幾乎是0，來(lái)自反射波敏感元件3的輸出為0，所以，檢測(cè)的結(jié)果是沒(méi)有物體。
如果有物體，那么，由于空氣和該物體的導(dǎo)磁率不同，所以，敏感元件部1受到磁性影響，使阻抗發(fā)生變化。當(dāng)敏感元件部1的阻抗明顯地偏離匹配阻抗時(shí)，反射信號(hào)也就增大，由反射敏感元件部3檢測(cè)出該反射信號(hào)，并輸出反射波，即與阻抗變化相對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)。所以，能檢測(cè)出物體的存在，由此可以知道是否有物體。為了檢查是否有物質(zhì)和物體，由檢測(cè)部來(lái)檢測(cè)反射波，只要能檢測(cè)出物質(zhì)和物體的導(dǎo)磁率差別即可。并且，也可以在敏感元件部1諧振時(shí)把諧振電路阻抗的虛數(shù)部的數(shù)值設(shè)定到零附近；在檢測(cè)物質(zhì)和物體時(shí)從檢測(cè)部輸出與阻抗虛數(shù)值的增大相對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)。
但是，在辨別導(dǎo)磁率低的物質(zhì)和液體時(shí)，若按上述實(shí)施例那樣采用反射波，則反射波的變化量非常小，如圖5的a所示，若從反射波的最低點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，則輸出電壓隨反射波的變化而變化的量變得很小。所以，若從圖5的傾斜率最高的80％以內(nèi)的反射位置(例如b的位置)開(kāi)始測(cè)量，則輸出電壓隨反射波的變化而變化的量將增大，敏感元件的靈敏度將提高。在此情況下，使振蕩部2的振蕩頻率偏離敏感元件部1的諧振頻率，將其設(shè)定到諧振特性曲線陡坡點(diǎn)的頻率上。
另外，敏感元件部1的檢測(cè)線圈11不是空心線圈，而是如圖3所示繞制在把環(huán)形磁心15的一部分15a切掉而形成的C型鐵心上。這樣可使磁通集中，可以減小漏磁場(chǎng)和提高靈敏度。通過(guò)改變?cè)撉袛嗖课坏男螤詈痛笮。墒蛊溥m應(yīng)各種物質(zhì)和液體的檢測(cè)。
再者，上述實(shí)施例表示，檢測(cè)出反射功率，根據(jù)其大小來(lái)斷判是否有物質(zhì)以及物質(zhì)的種類等。其他的實(shí)施例如圖4所示，在敏感元件部1和振蕩部2之間的傳輸線路4上，用檢測(cè)部3來(lái)檢測(cè)出反射波的相位、電壓和電流值中的任意一個(gè)以上的值，可以獲得處理方法與換算成反射功率時(shí)相同的信號(hào)。另外，把振蕩部2和檢測(cè)部3設(shè)置在同一基板上，用電纜與敏感元件部1和檢測(cè)部3相連接，把敏感元件部1從振蕩部2和檢測(cè)部3中分離出來(lái)，使其成為獨(dú)立的結(jié)構(gòu)件。所以，敏感元件部1，更便于安裝到各種不同的位置上，更換時(shí)也很簡(jiǎn)便。
下面說(shuō)明實(shí)施例檢測(cè)裝置的應(yīng)用示例。圖6-圖14的左邊和右邊的圖分別表示檢測(cè)裝置簡(jiǎn)圖、敏感元件位置和圖1的反射波敏感元件3的輸出信號(hào)的關(guān)系，相互的對(duì)應(yīng)位置用雙點(diǎn)虛線進(jìn)行連接。在檢查是否有液體的情況下，可以把雙點(diǎn)虛線和右側(cè)曲線的交點(diǎn)上的電壓值作為界面識(shí)別用的閾值。并且，該閾值設(shè)定在界面識(shí)別裝置內(nèi)，該界面識(shí)別裝置設(shè)置在接收?qǐng)D1的反射波敏感元件3的輸出的處理裝置或處理部(圖中未示出)內(nèi)。在檢測(cè)界面時(shí)，利用CPU(中央處理機(jī))等對(duì)反射波敏感元件3的輸出進(jìn)行取樣讀取，檢測(cè)出該輸出變化大的位置(點(diǎn))即可。
以下說(shuō)明各個(gè)示例。另外，圖6-圖13的液體、油、固態(tài)物分別是水、橄欖油、橡皮擦；圖14的液體、氣泡分別是液體清洗劑及其氣泡。圖6是說(shuō)明無(wú)蓋子容器內(nèi)的液面檢測(cè)圖，若使敏感元件部1沿容器5的外側(cè)部從上向下移動(dòng)，則通過(guò)放大器6從反射波敏感元件3輸出的輸出電壓，如圖6右側(cè)的特性曲線所示。輸出電壓急劇變化的點(diǎn)就是空氣和液體的界面，即液面。用蓋子7密閉的容器5如果是不透明的，那么，其中的液體完全看不見(jiàn)，所以不能通過(guò)肉眼觀察來(lái)了解液面。但是，如圖7所示，利用與圖6相同的方法，可以檢測(cè)出液面。
再者，和圖7時(shí)完全一樣，如果容器不透明，如圖8所示，使敏感元件部1沿容器5的外側(cè)面自上而下移動(dòng)，即可檢測(cè)出放大器6的輸出電壓急劇變化的位置，這一位置就是液面。
圖9是帶標(biāo)簽的容器內(nèi)的液面檢測(cè)說(shuō)明圖。當(dāng)把標(biāo)簽8貼在容器5的側(cè)壁上時(shí)，液面就被標(biāo)簽8遮蓋起來(lái)，不能再用肉眼觀察。但是，如圖所示，如果使敏感元件部1沿標(biāo)簽8自上而下移動(dòng)，那么，放大器6的輸出將如圖9的右部所示，這樣即可檢測(cè)出液面是在曲線的中央附近輸出急劇變化的位置上。
圖10是檢測(cè)水性溶液和油性溶液界面時(shí)的說(shuō)明圖。這里表示界面是平整的。如果一邊使敏感元件部1從容器5的上部向下部移動(dòng)，一邊測(cè)量放大器6的輸出電壓，那么，可以獲得圖10右部的特性曲線，曲線上部輸出電壓急劇變化的位置是空氣層和油性溶液的界面；曲線下部輸出電壓急劇變化的位置是油性溶液和水性溶液的界面。再者，如圖11所示，如果在油性溶液和水性溶液之間具有二者的混合區(qū)，那么輸出電壓曲線的拐點(diǎn)就有3個(gè)，它們分別表示空氣層和油性溶液、油性溶液和混合區(qū)、混合區(qū)和水性溶液的界面。根據(jù)輸出電壓特性，即可檢測(cè)出這些界面位置。
圖13、圖14是液體和固態(tài)物的界面檢測(cè)說(shuō)明圖。圖12表示液體界面是平整的；圖13表示液體界面是不規(guī)則的。這兩種界面的檢測(cè)方法也是通過(guò)放大器6從反射波敏感元件3輸出特性電壓，根據(jù)該輸出電壓的特性曲線拐點(diǎn)即可檢測(cè)出界面。
圖14是有氣泡時(shí)的液面檢測(cè)說(shuō)明圖。和上述方法一樣，也是使敏感元件部1自上而下移動(dòng)，這樣以來(lái)，其輸出電壓就如圖的右部所示，出現(xiàn)2個(gè)拐點(diǎn)，所以，其對(duì)應(yīng)的位置分別是空氣層和氣泡區(qū)、氣泡區(qū)和液體的界面。
圖15是檢測(cè)敏感元件部和被測(cè)物之間的距離時(shí)的說(shuō)明圖。如圖15(b)所示，如果使被測(cè)物試樣9從遠(yuǎn)處逐漸向敏感元件部1靠近，那么放大器6的輸出電壓就如圖15(a)所示逐漸上升。預(yù)先對(duì)該距離與輸出電壓的關(guān)系加以校正，即可檢測(cè)出敏感元件部1和被測(cè)物試樣9之間的距離。
從圖6到圖14的各個(gè)例子中說(shuō)明的敏感元件部1上下移動(dòng)的具體機(jī)構(gòu)例子，將在以后參照?qǐng)D34…圖42進(jìn)行說(shuō)明。
圖16是表示本發(fā)明其他實(shí)施例的液體濃度檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)的電路圖。該液體濃度檢測(cè)裝置包括敏感元件部1、通過(guò)傳輸線路4把高頻信號(hào)傳送到該敏感元件部1內(nèi)的振蕩部2、對(duì)傳送到敏感元件部1內(nèi)的高頻信號(hào)在敏感元件部1內(nèi)反射后回到振蕩部2所形成的反射信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的反射波敏感元件部3、把檢測(cè)到的反射信號(hào)變換成濃度信號(hào)的信號(hào)變換器50、顯示濃度值的顯示器60。
敏感元件部1已由圖2、圖3進(jìn)行了說(shuō)明。
振蕩部2、反射波敏感元件部3與圖1所示的內(nèi)容相同。
作為處理裝置示例的信號(hào)變換器50，內(nèi)部裝有A/D(模/數(shù))變換器51、CPU(中央處理機(jī))52，它接收來(lái)自反射波敏感元件3的模擬輸出信號(hào)，將其變換成濃度信號(hào)(例如用％表示)，以數(shù)字方式進(jìn)行輸出。
在利用該實(shí)施例液體濃度檢測(cè)裝置來(lái)測(cè)量鹽水濃度時(shí)，把敏感元件部1放置到內(nèi)裝鹽水101的容器102的旁邊。
該液體濃度檢測(cè)裝置，通過(guò)傳輸線路4把高頻信號(hào)從振蕩部2傳送到敏感元件部1內(nèi)?，F(xiàn)在，進(jìn)行設(shè)定，使諧振電路的諧振頻率與振蕩部2的頻率相一致，當(dāng)沒(méi)有被測(cè)物質(zhì)，周?chē)强諝鈺r(shí)，如果把敏感元件部1的阻抗和傳輸線路4的阻抗調(diào)到匹配狀態(tài)，那么送來(lái)的高頻信號(hào)的反射幾乎是0，來(lái)自反射波敏感元件3的輸出變成0。但是，在圖16的情況下由于容器102內(nèi)裝有鹽水101，所以導(dǎo)磁率隨鹽水濃度不同而變化，使敏感元件部1的阻抗偏離匹配阻抗，產(chǎn)生反射信號(hào)。由于該反射信號(hào)的電平與鹽水濃度有關(guān)，所以可利用信號(hào)變換器50來(lái)把該反射信號(hào)變換成相應(yīng)的濃度信號(hào)，顯示在顯示器60上。
圖17表示利用該液體濃度檢測(cè)裝置來(lái)測(cè)量出的鹽水濃度和檢測(cè)電壓的關(guān)系。預(yù)先把這種特性關(guān)系存儲(chǔ)到信號(hào)變換器50內(nèi)，按上述方法即可根據(jù)檢測(cè)電壓來(lái)計(jì)算出鹽水濃度(Log％)。
圖18是表示本發(fā)明其他實(shí)施例液體濃度檢測(cè)裝置的電路圖。該實(shí)施例液體濃度檢測(cè)裝置是在圖16所示的電路結(jié)構(gòu)上增加了溫度敏感元件70，把溫度敏感元件70所檢測(cè)出的鹽水溫度信號(hào)加到信號(hào)變換器50上，對(duì)濃度信號(hào)進(jìn)行溫度補(bǔ)償。鹽水的導(dǎo)磁率有溫度依賴性，溫度不同會(huì)造成測(cè)量誤差，所以，通過(guò)溫度補(bǔ)償可消除濃度測(cè)量誤差，提高濃度檢測(cè)精度。圖19表示在溫度4℃、25℃、50℃時(shí)敏感元件相對(duì)于容器的位置和檢測(cè)電壓的關(guān)系。
圖20是本發(fā)明另一實(shí)施例液體濃度檢測(cè)裝置的電路圖。該實(shí)施例液體濃度檢測(cè)裝置是在圖16所示的電路結(jié)構(gòu)上增加了檢波電路80、負(fù)返饋電路90。檢波電路80由電容器81、二極管82、電容器83和線圈84構(gòu)成，電容器81的一端與敏感元件部1的端子14相連接，另一端與二極管82的陽(yáng)極相連接。另外，二極管82的陰極通過(guò)電容器83接地，同時(shí)與線圈84的一端相連接。負(fù)返饋電路90由電容器91、電容器92、電阻93、晶體管94和線圈95構(gòu)成。電容器91、電阻93、電容器92互相串聯(lián)，并連接在振蕩部2和反射波敏感元件部3之間。在電阻93的兩端連接晶體管94的集電極和基極，晶體管94的基極與線圈84的另一端相連接。另外，晶體管94的集電極和電源之間連接一個(gè)線圈95。
像鹽水濃度檢測(cè)那樣，在處理微弱信號(hào)時(shí)，檢測(cè)器的穩(wěn)定度很重要。并且，由于所用零件的溫度特性對(duì)檢測(cè)器的精度產(chǎn)生影響，所以必須使檢測(cè)器保持穩(wěn)定。因此，利用檢波電路80把輸出信號(hào)取出進(jìn)行檢波，利用負(fù)返饋電路90進(jìn)行返饋，使輸出信號(hào)達(dá)到穩(wěn)定。檢波電路80把傳送到敏感元件部1內(nèi)的高頻功率變換成直流信號(hào)。負(fù)返饋電路90接收來(lái)自檢波電路80的信號(hào)，如果信號(hào)電平高，就降低放大率；如果信號(hào)電平低，就提高放大率，以此使傳送到敏感元件部1內(nèi)的功率保持一定。也可用AGC(自動(dòng)增益調(diào)整)電路來(lái)代替負(fù)返饋電路90。另外，也可用FET(場(chǎng)效應(yīng)晶體管)或PIN結(jié)二極管來(lái)代替晶體管94。
圖21是本發(fā)明的另一實(shí)施例液體濃度檢測(cè)裝置的電路圖。該實(shí)施例液體濃度檢測(cè)裝置是在圖16的結(jié)構(gòu)上增加了溫度敏感元件70，檢波電路80、負(fù)返饋電路90。通過(guò)溫度補(bǔ)償和負(fù)返饋進(jìn)一步使輸出信號(hào)更加穩(wěn)定。
利用上述溶液濃度和溫度的關(guān)系，也可測(cè)量溫度。也就是說(shuō)，利用濃度隨溫度變化的水溶液，把濃度和溫度的關(guān)系記錄在表內(nèi)，用上述裝置來(lái)測(cè)量濃度，參照上述關(guān)系表，把濃度換算成溫度，把溫度顯示出來(lái)，這樣即可測(cè)量出溫度。
圖22是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例的人體敏感元件結(jié)構(gòu)的電路圖。該人體敏感元件的結(jié)構(gòu)部分包括敏感元件部1；通過(guò)傳輸線路4把高頻信號(hào)傳送到敏感元件部1內(nèi)的振蕩部2；檢測(cè)反射信號(hào)的反射波敏感元件部3，該反射信號(hào)是傳送到敏感元件部1內(nèi)的高頻信號(hào)在敏感元件部1內(nèi)反射后回到振蕩部2的；把被檢測(cè)出的反射信號(hào)取出來(lái)再進(jìn)行信號(hào)處理的控制部50。
該人體敏感元件的基本結(jié)構(gòu)與上述各實(shí)施例裝置相比，沒(méi)有差別。
敏感元件部1，在這里是由檢測(cè)線圈11、與該檢測(cè)線圈11共同形成串聯(lián)諧振電路的諧振用電容器12、初級(jí)與輸入側(cè)諧振電路相連接，次級(jí)與高頻輸入端子14和地GND相連接的實(shí)數(shù)用變壓器13構(gòu)成。但是，諧振電路也可采用并聯(lián)諧振電路。
檢測(cè)用線圈11，如圖23所示，采用園形空心線圈，它是根據(jù)人體的被測(cè)部(這里是指臀部)的大小而制成的直徑200mm的單圈線圈。線圈11以外的敏感元件部1、振蕩部2、反射敏感元件部3和控制部50全部裝入電路機(jī)殼40內(nèi)。并且，檢測(cè)用的線圈11，如圖24所示，包括直徑200mm的線圈11a和直徑100mm的線圈11b共兩個(gè)，根據(jù)用途，也可以選用11a和11b中的某一個(gè)，也可以把兩個(gè)并聯(lián)起來(lái)一起使用。
再者，如圖25所示，也可以把檢測(cè)用線圈11繞制在縱斷面為E形的磁心18上，使其僅在與線圈11的面相垂直的一個(gè)方向上產(chǎn)生磁場(chǎng)。并且，也可以根據(jù)被檢測(cè)的對(duì)象，適當(dāng)改變線圈的匝數(shù)和直徑。
另外，檢測(cè)用線圈11的導(dǎo)線，采用高頻信號(hào)良導(dǎo)體的Au(金)、Ag(銀)、Cu(銅)、Al(鋁)等。用良導(dǎo)體制作線圈11，可以提高靈敏度，減小高頻功率損耗。
振蕩部2，在這里采用了LC(電感、電容)諧振型振蕩電路。但是，振蕩電路本身也可采用其他常用(已知)的高頻振蕩電路，例如晶體振蕩器和鎖相環(huán)(PLL)。另外，在振蕩部2內(nèi)包含可變電容器41，通過(guò)對(duì)該可變電容器41的容量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，即可在30MHz-50MHz范圍內(nèi)對(duì)從振蕩部2輸出的高頻信號(hào)頻率進(jìn)行掃描。振蕩部2本身也可包括掃描機(jī)構(gòu)，也可根據(jù)控制部50的指令來(lái)調(diào)整容量進(jìn)行掃描。
再者，反射波敏感元件部3與圖1、圖16等所表示的結(jié)構(gòu)相同。
控制部50備有A/D變換器51和CPU52，把來(lái)自反射波敏感元件部3的模擬信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)，根據(jù)反射波電平和頻率進(jìn)行邏輯處理，對(duì)空席、物品和人體就座等不同情況進(jìn)行判斷檢測(cè)處理。
上述實(shí)施例人體敏感元件，如圖26所示，可以安裝到座席(轎車(chē)、火車(chē)、劇場(chǎng)等)61的座子內(nèi)部。如圖27所示，可以安裝到座墊內(nèi)部。對(duì)座席來(lái)說(shuō)，也可以安裝到椅子靠背的內(nèi)部。
在該實(shí)施例人體敏感元件中，由振蕩部2發(fā)生高頻信號(hào)，通過(guò)傳輸線路4傳送到敏感元件部1內(nèi)。振蕩部2的高頻信號(hào)如上所述，可以在30MHz-50MHz范圍內(nèi)進(jìn)行掃描。傳送到敏感元件部1內(nèi)的高頻信號(hào)在敏感元件部1內(nèi)進(jìn)行反射。在敏感元件部1內(nèi)，位于檢測(cè)線圈11邊的物體不同，物體的導(dǎo)磁率也不一樣，因此，敏感元件部1的阻抗不同，根據(jù)線圈11旁邊，即外部狀況不同，產(chǎn)生的反射波電平也不一樣。用反射波敏感元件部3把這種反射波檢測(cè)出來(lái)，用控制部50根據(jù)該反射波電平和頻率來(lái)判斷檢測(cè)空席、物品、人體等不同情況。
圖28是本發(fā)明的另一實(shí)施例人體敏感元件的電路圖。該實(shí)施例的人體敏感元件中，敏感元件部1和反射波敏感元件部3與圖22所示的結(jié)構(gòu)相同。振蕩部2采用PLL振蕩器49，這一點(diǎn)與圖22的結(jié)構(gòu)不同。振蕩部2根據(jù)來(lái)自控制部50的CPU 52的指令來(lái)改變高頻振蕩頻率。
如圖26、圖27所示，把上述實(shí)施例人體敏感元件安裝到座席61或座墊62內(nèi)的狀態(tài)下，如果使振蕩部2進(jìn)行振蕩，那么，空席時(shí)，兒童就座時(shí)，大人就座時(shí)以及放置物品時(shí)，反射波的特性分別如圖29的a，b，c，d所示。由此可見(jiàn)，在空席和放置物品(a，d)的情況下，對(duì)某一頻率來(lái)說(shuō)，反射波非常小，Q值很大。在人就座(b，c)的情況下，對(duì)某一頻率來(lái)說(shuō)，反射波較小，其變化程度很小，Q值小。反射波頻率特性的這種差異是由于空席(空氣)、物品、人體等的導(dǎo)磁率不同而產(chǎn)生的。
所以，如圖30所示，從反射波敏感元件部3檢測(cè)出來(lái)的反射波電平，與基準(zhǔn)值SR相比，如果在整個(gè)頻率范圍內(nèi)都是很大的，那么就表示人已就座；相反，如果出現(xiàn)比基準(zhǔn)值SR低的反射波頻率的話，就表示空席或放置了物品。利用控制部50的CPU 52，可以辨別出是人體、空席、還是物品。利用圖22的人體敏感元件也可以進(jìn)行這樣的辨別。
下面根據(jù)圖31所示的流程圖來(lái)說(shuō)明圖28的實(shí)施例人體敏感元件中的檢測(cè)處理動(dòng)作。
首先用CPU 52來(lái)把頻率設(shè)定計(jì)數(shù)器調(diào)整到0(ST1步)。然后把頻率設(shè)定計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值設(shè)定到振蕩部2的PLL振蕩器49內(nèi)(ST2步)。
在此狀態(tài)下的振蕩部2，按照與設(shè)定值相對(duì)應(yīng)的頻率，振蕩出高頻信號(hào)。該高頻信號(hào)通過(guò)傳輸線路4傳送到敏感元件部1內(nèi)。然后由反射波敏感元件3來(lái)檢測(cè)出與外部狀況相對(duì)應(yīng)的反射信號(hào)。CPU 52對(duì)通過(guò)A/D變換部51進(jìn)行變換后的反射波A/D值進(jìn)行讀取(ST3步)。
然后，對(duì)讀取到的反射波的A/D值是否超過(guò)了規(guī)定值(75)進(jìn)行判斷(ST4步)。當(dāng)反射波超過(guò)規(guī)定值時(shí)，對(duì)頻率設(shè)定計(jì)數(shù)器+1(ST5)，而后判斷頻率設(shè)定計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值是否已達(dá)到16(ST6步)。當(dāng)初，記數(shù)值未達(dá)到16，所以，返回到ST2步，把僅增加了1的頻率設(shè)定計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值設(shè)定到PLL振蕩器49內(nèi)，按照與該新計(jì)數(shù)值相對(duì)應(yīng)的頻率使振蕩部2進(jìn)行振蕩。然后，和上次一樣，反復(fù)進(jìn)行ST2…ST6步的處理。
在頻率設(shè)定計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值達(dá)到16之前，若反射波的A/D值小于規(guī)定值(75)，則ST4步的判斷結(jié)果為NO(否)。這時(shí)，如圖30所示，反射波電平在某一頻率時(shí)小于基準(zhǔn)值SR。這時(shí)Q值大，是空席，或者是物品，所以判斷為無(wú)人體(ST7步)。另外，當(dāng)頻率設(shè)定計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值達(dá)到16時(shí)，一次的頻率變化的掃描就結(jié)果。即使這時(shí)候，仍沒(méi)有小于規(guī)定值的反射波A/D值的話，則如圖30所示在整個(gè)掃描頻率范圍內(nèi)，反射波電平大于規(guī)定值SR。因此，在ST6步，當(dāng)頻率設(shè)定計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值達(dá)到16時(shí)，用YES(是)來(lái)判斷為有人(ST8步)。
圖32是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例的人體敏感元件電路圖。
該實(shí)施例人體敏感元件是在圖22所示的振蕩部2和反射波敏感元件部3之間設(shè)置了衰減器10。衰減器10采用了由電阻104、105、106構(gòu)成的兀形電路。但也可采用其他形式的電路。
當(dāng)敏感元件部1的阻抗由于被測(cè)物的影響而增大時(shí)，反射波敏感元件3的信號(hào)就增大。這時(shí)，振蕩部2的負(fù)荷阻抗和敏感元件部1的輸入阻抗不匹配，所以，振蕩部2工作不穩(wěn)定。為了防止這種工作不穩(wěn)定的現(xiàn)象，在振蕩部2的輸出端設(shè)置衰減器10，使振蕩部2的部分輸出隨時(shí)消耗在電阻上(最好是50％左右)，即使在阻抗變化大，不能匹配時(shí)，仍可使振蕩部2的負(fù)載阻抗在一定程度上達(dá)到穩(wěn)定，從而使振蕩部2能穩(wěn)定地工作。衰減器10也可設(shè)置在圖1、圖16、圖18、圖20、圖21、圖22、圖28的電路內(nèi)。
另外，在上述實(shí)施例中，用反射波敏感元件3來(lái)檢測(cè)反射波電平，但是，也可以測(cè)量駐波比(SWR)。此例以后敘述。
再者，作為另外的實(shí)施例，也可以通過(guò)傳輸線路把振蕩部產(chǎn)生的高頻信號(hào)傳送到敏感元件部?jī)?nèi)，用檢測(cè)部來(lái)檢測(cè)相對(duì)于來(lái)自傳輸線路的高頻信號(hào)的相位偏差。
再者，作為另一個(gè)實(shí)施例，也可以由振蕩部產(chǎn)生高頻信號(hào)，通過(guò)傳輸線路把該高頻信號(hào)傳送到包含諧振電路的敏感元件部?jī)?nèi)，根據(jù)空席、物品、人體等外部狀況，檢測(cè)出敏感元件部的電壓或電流，根據(jù)該電壓或電流來(lái)檢測(cè)物體。
在上述實(shí)施例中，對(duì)識(shí)別和檢測(cè)空席、物品、人體所用的人體敏感元件進(jìn)行了說(shuō)明。但是，本發(fā)明也可廣泛用于檢測(cè)物品以外的各種東西，作為物體檢測(cè)用的敏感元件。
圖33是表示本發(fā)明另一實(shí)施例粉體檢測(cè)裝置的圖。該實(shí)施例粉體檢測(cè)裝置由發(fā)生高頻信號(hào)的振蕩部2、敏感元件部1，傳輸線路4，入射波/反射波敏感元件3a，信號(hào)處理部50a構(gòu)成。敏感元件部1和振蕩部2，與圖1所示的有關(guān)部分相同。不過(guò)，在圖1中，反射波敏感元件3對(duì)來(lái)自敏感元件部1的反射波進(jìn)行檢測(cè)，而該實(shí)施例的入射波/反射波敏感元件3a也對(duì)通過(guò)傳輸線路4傳送到敏感元件部1內(nèi)的入射波電平進(jìn)行檢測(cè)。
入射波/反射波敏感元件3a，把電容器31的一端連接到傳輸線路4上；把該電容器31的另一端通過(guò)電容器31a連接到地GND，同時(shí)連拉到耦合線圈33a的中點(diǎn)上。電阻32a并聯(lián)到耦合線圈33a上，二極管34的陽(yáng)極連接到該并聯(lián)電路的一端上，二極管34的陰極通過(guò)電容器35連接地GND。二極管34a的陽(yáng)極連接到上述耦合線圈33a的并聯(lián)電路的另一端，該二極管34a的陰極通過(guò)電容器35a連接地GND。反射波信號(hào)、入射波信號(hào)分別通過(guò)二極管34、34a進(jìn)行輸出。輸出的入射波和反射波的信號(hào)，其駐波比(SWR)由信號(hào)處理部50a求出。根據(jù)該駐波比，判斷出敏感元件部1旁邊是否有粉體。也就是說(shuō)，如果在沒(méi)有粉體時(shí)的敏感元件部1的阻抗和傳輸線路4的阻抗是匹配的，那么，有粉體時(shí)，由于其導(dǎo)磁率變化而使敏感元件部1的阻抗產(chǎn)生變化，破壞了匹配狀態(tài)，傳輸線路4所傳送來(lái)的高頻信號(hào)產(chǎn)生反射。該實(shí)施例的裝置，由于取反射波和入射波之比，所以可以不考慮振蕩部2的輸出變動(dòng)等，能夠穩(wěn)定地進(jìn)行檢測(cè)。另外，求反射波和入射波之比的信號(hào)處理部50a，也可按照?qǐng)D16所示由A/D變換器和CPU構(gòu)成，也可以采用這樣的模擬運(yùn)算電路，即在輸入端接收反射波和入射波的信號(hào)，輸出與其比值相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。
圖34是利用上述實(shí)施例粉體檢測(cè)裝置，對(duì)小麥粉進(jìn)行檢測(cè)時(shí)的說(shuō)明圖。當(dāng)敏感元件部1的檢測(cè)線圈11在裝有小麥粉的容器110旁邊進(jìn)行上下移動(dòng)時(shí)，有小麥粉的區(qū)域，檢測(cè)電壓(比)就增大；空氣區(qū)域，電壓減小。所以，若設(shè)定出一個(gè)閾值VTH，則可把超過(guò)閾值VTH的輸出區(qū)域判定為有小麥粉的區(qū)域。
圖35、圖36、圖37、圖38分別表示利用圖33的實(shí)施例裝置，在容器100中裝入上等白糖、可可粉、咖啡粉、脫脂粉粉，像圖34那樣使檢測(cè)線圈11進(jìn)行上下移動(dòng)時(shí)，敏感元件位置和輸出電壓的關(guān)系。雖然各種粉體區(qū)和空氣區(qū)的界面輸出電壓高低是不同的，但是每種輸出電壓特性曲線上都有一個(gè)拐點(diǎn)(臺(tái)階)。如果把閾值設(shè)定在界面輸出附近，那么，可以檢測(cè)出容器內(nèi)的粉體高度(表面位置)。并且，由于各個(gè)界面值都是不同的，所以，根據(jù)測(cè)出的界面值特性，可以判斷出容器內(nèi)有什么樣的粉體。
另外，圖33中所示的實(shí)施例對(duì)粉體檢測(cè)裝置進(jìn)行了說(shuō)明。但是，取入射波和反射波之比的這種方式的電路裝置，不僅適用于粉體的檢測(cè)，也可適用于液體和其他物質(zhì)的檢測(cè)。
也可以利用吸水性的粉體來(lái)測(cè)量濕度。也就是說(shuō)，預(yù)先測(cè)量出濕度和反射波輸出的關(guān)系，將其記錄到表內(nèi)，用上述裝置來(lái)測(cè)量反射波的輸出，參照表將其變換成濕度，顯示出來(lái)，這樣就變成了濕度測(cè)量裝置。
再者，圖34所示的敏感元件部1的檢測(cè)線圈11和圖6……、圖14所示的敏感元件部1在容器旁邊上下移動(dòng)時(shí)所用的移動(dòng)機(jī)構(gòu)可以采用圖39、……圖42所示的結(jié)構(gòu)。其中，圖39是敏感元件120沿細(xì)管(容器)110進(jìn)行上下移動(dòng)的機(jī)構(gòu)的側(cè)面圖，圖40是從一個(gè)方向觀看敏感元件120時(shí)的放大側(cè)面圖，圖41是從另一個(gè)方向觀看敏感元件120時(shí)的放大側(cè)面圖，圖42是從上面觀看敏感元件120時(shí)的放大頂視圖。
在圖39-圖42中，利用支承構(gòu)件130來(lái)支承敏感元件120并使其能上下移動(dòng)。支承構(gòu)件130固定在皮帶125上，皮帶125掛在皮帶輪122和皮帶輪124之間，皮帶輪122安裝在脈沖馬達(dá)121的旋轉(zhuǎn)軸上；皮帶輪124通過(guò)軸承安裝在軸123上并且可以旋轉(zhuǎn)。與此同時(shí)，支承構(gòu)件130借助于立裝的導(dǎo)向軸125沿細(xì)管110進(jìn)行移動(dòng)。敏感元件120的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，除了上述皮帶和皮帶輪的組合外，還有絲杠和螺母的組合以及線性脈沖馬達(dá)等。并且還在規(guī)定的位置上安裝對(duì)敏感元件120的上限位置進(jìn)行檢測(cè)的上限檢測(cè)器120a和對(duì)下限位置進(jìn)行檢測(cè)的下限檢測(cè)器120b。
敏感元件120由圖33所示的檢測(cè)裝置的敏感元件部1和光敏元件131構(gòu)成。光敏元件131，其投光、受光部132分別面對(duì)面地安裝在細(xì)管110的兩側(cè)，同時(shí)利用光纖134，與內(nèi)裝發(fā)光元件和受光元件的光敏元件主體133相連接。不過(guò)，該光敏元件131與本發(fā)明沒(méi)有直接關(guān)系。涉及本發(fā)明的檢測(cè)線圈11安裝在稍低于光敏元件131的投光、受光部132的位置上，并使檢測(cè)線圈11接近細(xì)管110的園面。
滾輪126a、126b、126c分別從三個(gè)方向來(lái)接觸細(xì)管110，以此，使敏感元件120的安裝位置，離開(kāi)細(xì)管110一定距離。滾輪126a、126b都是分別由上下并排的2個(gè)滾輪組成。當(dāng)接通脈沖馬達(dá)121的電源時(shí)，敏感元件120的支承構(gòu)件130沿導(dǎo)向軸125向上或向下移動(dòng)。敏感元件120也和支承構(gòu)件130一起進(jìn)行移動(dòng)。但是，利用滾輪126a、126b、126c能使光敏元件131的投光、受光部132和敏感元件部1的檢測(cè)線圈11在接近細(xì)管110而又與其保持一定距離的狀態(tài)下，沿著細(xì)管110，穩(wěn)定地進(jìn)行移動(dòng)。
若利用本發(fā)明，則可獲得以下效果由于利用隨敏感元件旁邊導(dǎo)磁率的變化而變化的輸出信號(hào)來(lái)檢測(cè)物質(zhì)、物體、人體等，所以，能夠檢測(cè)出用光敏元件無(wú)法檢測(cè)的非透明容器和被沾污容器內(nèi)的物質(zhì)。并且，即使容器上貼有標(biāo)簽，也能夠進(jìn)行檢測(cè)。過(guò)去用光敏元件、通電法、超聲波敏感元件無(wú)法檢測(cè)的物質(zhì)，現(xiàn)在通過(guò)測(cè)量物質(zhì)導(dǎo)磁率的差別，可以檢測(cè)出是什么物質(zhì)。并且可以用非接觸方式進(jìn)行檢測(cè)。用過(guò)去的光敏元件、通電法、超聲波、感應(yīng)法、接近敏感元件無(wú)法檢測(cè)的不同物質(zhì)的界面等，現(xiàn)在也可以檢測(cè)，并且不需要反射板和對(duì)向電極。在檢測(cè)液面時(shí)不需要浮標(biāo)。在檢測(cè)液面時(shí)，即使有氣泡也不會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作。即使密閉的容器內(nèi)的物質(zhì)和液體也可以進(jìn)行檢測(cè)?？梢宰鳛榻饘僖酝獾奈镔|(zhì)的接近敏感元件來(lái)使用?？梢詼y(cè)量與物質(zhì)和液體之間的距離。盡管已具有上述各種效果，但并非一定同時(shí)具有全部效果。而是根據(jù)檢測(cè)對(duì)象不同，分別具有其中的幾種效果。
若利用涉及權(quán)利要求1的發(fā)明，則可以檢測(cè)非磁性材料和非金屬材料，由于敏感元件部和檢測(cè)部?jī)H由無(wú)源元件構(gòu)成，所以，可以局部減小功耗，減小裝置的體積，再者，若利用涉及權(quán)利要求2的發(fā)明，則由于把線圈繞制在環(huán)形磁心上，所以，磁心尖端間的空氣中的磁通密度較高對(duì)物質(zhì)和物體的檢測(cè)靈敏度較高。若利用涉及權(quán)利要求3的發(fā)明，則由于使用了向諧振電路供電的變壓器，所以，可以把敏感元件部的阻抗的虛數(shù)部設(shè)定為零，把實(shí)數(shù)部設(shè)定為規(guī)定值。若利用涉及權(quán)利要求4的發(fā)明，則由于把高頻信號(hào)的頻率設(shè)定在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，能根據(jù)敏感元件部的旁邊是否有預(yù)定的非磁性物質(zhì)或物體，使檢測(cè)部的輸出產(chǎn)生差異，所以，可以識(shí)別出非磁性物體。
再者，若利用涉及權(quán)利要求6的發(fā)明，則由于能檢測(cè)出導(dǎo)磁率不同對(duì)線圈的影響，所以，能夠識(shí)別流體、粉體、固體。若利用涉及權(quán)利要求7的發(fā)明，則由于把振蕩部的信號(hào)頻率設(shè)定到敏感元件部的諧振特性曲線的陡坡位置上，所以，靈敏度高，精度高。再者，若利用涉及權(quán)利要求8的發(fā)明，則由于當(dāng)物質(zhì)接近諧振電路時(shí)，敏感元件部的阻抗的虛數(shù)部就增大，所以，可以獲得大的變化量。再者，若利用涉及權(quán)利要求9，權(quán)利要求17的發(fā)明，則由于能輸出與來(lái)自敏感元件部的反射波相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，所以，輸出處理簡(jiǎn)便易行。
再者，若利用涉及權(quán)利要求12的發(fā)明，則由于對(duì)入射波和反射波分別進(jìn)行輸出，所以，可以更自由地利用輸出，可用于提高物質(zhì)和物體的檢測(cè)精度。若利用涉及權(quán)利要求13的發(fā)明，則由于是取入射波和反射波之比，所以，即使振蕩部的高頻信號(hào)發(fā)生變化，也能使輸出穩(wěn)定，保證檢測(cè)精度良好。再者，若利用涉及權(quán)利要求14的發(fā)明，則由于高頻信號(hào)從振蕩部傳送到敏感元件部，或者反射信號(hào)從敏感元件部傳送到振蕩部，均由衰減器進(jìn)行控制，所以振蕩部的輸出能保持穩(wěn)定。即使接近了金屬，反射波的輸出增大，也能由衰減器來(lái)消耗反射功率，不會(huì)使振蕩器停止輸出。再者，若利用涉及權(quán)利要求16的發(fā)明，則由于在振蕩部和敏感元件部之間設(shè)置了自動(dòng)增益控制電路，所以，高頻信號(hào)可以穩(wěn)定地向敏感元件部供應(yīng)。
再者，若利用涉及權(quán)利要求19、權(quán)利要求23、權(quán)利要求28的發(fā)明，則可以分別以非接觸方式來(lái)檢測(cè)有無(wú)液體，鹽分等溶液的溶質(zhì)濃度、有無(wú)物體、敏感元件部不會(huì)出現(xiàn)被腐蝕問(wèn)題。即使密閉的容器內(nèi)的液體也能進(jìn)行檢測(cè)。若利用涉及權(quán)利要求24的發(fā)明，則可以校正溫度所造成的測(cè)量誤差。測(cè)量時(shí)間短。即使非透明容器內(nèi)的液體也能進(jìn)行檢測(cè)。再者，若利用涉及權(quán)利要求20的發(fā)明，則即使對(duì)非透明的容器，也能檢測(cè)出其中的液體和液體、液體和氣體、氣體和粉體等的界面。再者，若利用涉及權(quán)利要求21，權(quán)利要求22，權(quán)利要求26的發(fā)明，則很容易分別檢測(cè)出粉體、濕度、溫度。
再者，若利用涉及權(quán)利要求27、權(quán)利要求31、權(quán)利要求35的發(fā)明，則由于通過(guò)改變振蕩器頻率檢測(cè)物體，所以能夠識(shí)別出靜止人體和物品。并且，在對(duì)人體進(jìn)行檢測(cè)時(shí)不必接觸人體。不受衣類的影響，不受體重的影響。也能檢測(cè)兒童。對(duì)電磁場(chǎng)抗擾性的適應(yīng)能力強(qiáng)。分辨能力高?？僧a(chǎn)生各種效果。
權(quán)利要求
1.一種檢測(cè)裝置，其特征在于包括輸出高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路接收來(lái)自該振蕩部的高頻信號(hào)；輸出信號(hào)的檢測(cè)部，其信號(hào)對(duì)應(yīng)于該敏感元件部的阻抗變化。上述敏感元件部和上述檢測(cè)部?jī)H利用無(wú)源元件來(lái)構(gòu)成，其中不包含有源元件。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其進(jìn)一步的特征在于，上述敏感元件部的諧振電路包含繞制在環(huán)形磁心上的線圈。
3.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其進(jìn)一步的特征在于，上述敏感元件部包括由檢測(cè)線圈和電容器構(gòu)成的諧振電路，其線圈用于檢測(cè)敏感元件旁邊的狀況；電容器與該檢測(cè)線圈串聯(lián)或并聯(lián)；把電功率供給到該諧振電路內(nèi)的變壓器。
4.一種檢測(cè)裝置，其特征在于包括產(chǎn)生高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路接收來(lái)自該振蕩部的高頻信號(hào)；輸出信號(hào)的檢測(cè)部，該信號(hào)對(duì)應(yīng)于該敏感元件部的阻抗變化；上述高頻信號(hào)，頻率很高，足以根據(jù)上述敏感元件部旁邊有無(wú)非磁性非金屬的預(yù)定物質(zhì)或物體，使上述檢測(cè)部的輸出產(chǎn)生差異。
5.如權(quán)利要求4所述的檢測(cè)裝置，其進(jìn)一步的特征在于，上述頻率為10MHz-300MHz。
6.一種檢測(cè)裝置，其中包括產(chǎn)生高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路的線圈安裝位置使其能接收來(lái)自該振蕩部的高頻信號(hào)的同時(shí)，又能受旁邊的物質(zhì)或物體的導(dǎo)磁率影響；輸出信號(hào)的檢測(cè)部，它檢測(cè)出上述諧振電路因受到敏感元件部外部旁邊的物質(zhì)或物體導(dǎo)磁率的影響而發(fā)生的變化，并且輸出與該變化相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。
7.一種檢測(cè)裝置，它具有產(chǎn)生高頻信號(hào)的振蕩部；敏感元件部，其中包括諧振電路，諧振頻率設(shè)定到能使上述振蕩部的信號(hào)頻率位于諧振特性曲線的陡坡位置上；輸出信號(hào)的檢測(cè)部，其信號(hào)與上述敏感元件部外部旁邊的狀況相對(duì)應(yīng)。
8.一種檢測(cè)裝置，其中包括產(chǎn)生高頻信號(hào)的振蕩部；敏感元件部，其中包括諧振電路，諧振電路接收來(lái)自該振蕩部的高頻信號(hào)，當(dāng)外部旁邊的狀況處于基準(zhǔn)狀況時(shí)，產(chǎn)生諧振，阻抗的虛數(shù)值被設(shè)定在零附近；輸出信號(hào)檢測(cè)部，該信號(hào)對(duì)應(yīng)于該敏感元件部的阻抗虛數(shù)值的增大量。
9.一種檢測(cè)裝置，其中包括產(chǎn)生高頻信號(hào)的振蕩部，包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路接收來(lái)自該振蕩部的高頻信號(hào)；輸出信號(hào)的檢測(cè)部，它檢測(cè)出按照該敏感元件部外部旁邊的狀況進(jìn)行反射的反射波，而輸出信號(hào)與反射波相對(duì)應(yīng)。
10.如權(quán)利要求9所述的檢測(cè)裝置，其進(jìn)一步的特征在于，上述檢測(cè)部可以檢測(cè)出上述反射波的相位與上述振蕩部產(chǎn)生的高頻信號(hào)的相位之間的偏差。
11.如權(quán)利要求9所述的檢測(cè)裝置，其進(jìn)一步的特征在于，上述檢測(cè)部把反射波的功率變換成電壓后進(jìn)行輸出。
12.一種檢測(cè)裝置，其中包括產(chǎn)生高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路接收來(lái)自該振蕩部的高頻信號(hào)；輸出信號(hào)的檢測(cè)部，它與上述振蕩部和上述敏感元件部相連接，把來(lái)自上述振蕩部的輸入波和來(lái)自上述敏感元件部的反射波分離開(kāi)，分別輸出與入射波和反射波相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。
13.一種檢測(cè)裝置，其中包括產(chǎn)生高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路接收來(lái)自該振蕩部的高頻信號(hào)；輸出信號(hào)的檢測(cè)部，它與上述振蕩部和上述敏感元件部相連接，把來(lái)自上述振蕩部的入射波和來(lái)自上述敏感元件部的反射波分離開(kāi)，分別輸出與入射波和反射波相對(duì)應(yīng)的信號(hào)；提供輸出信號(hào)的處理部，其輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)于來(lái)自上述振蕩部的入射波和來(lái)自上述敏感元件部的反射波之比。
14.一種檢測(cè)裝置，其中包括產(chǎn)生高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路接收來(lái)自該振蕩部的高頻信號(hào)；輸出信號(hào)的檢測(cè)部，其信號(hào)對(duì)應(yīng)于該敏感元件部外部旁邊的狀況；電阻衰減器，它設(shè)置在該檢測(cè)部和上述振蕩部之間。
15.如權(quán)利要求1 4所述的檢測(cè)裝置，其進(jìn)一步的特征在于，上述衰減器消耗上述振蕩部功率的約50％。
16.一種檢測(cè)裝置，其中包括產(chǎn)生高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路接收來(lái)自該振蕩部的高頻信號(hào)；輸出信號(hào)的檢測(cè)部，其信號(hào)對(duì)應(yīng)于該敏感元件部外部旁邊的狀況；自動(dòng)增益控制電路，它設(shè)置在該檢測(cè)部和上述振蕩部之間。
17.一種檢測(cè)方法，它把振蕩部所產(chǎn)生的高頻信號(hào)供給到包含諧振電路的敏感元件部?jī)?nèi)，檢測(cè)出包含反射波在內(nèi)的模擬信號(hào)，該反射波是在敏感元件部?jī)?nèi)根據(jù)外部狀況而進(jìn)行反射的，根據(jù)該模擬信號(hào)可檢測(cè)出外部狀況，即是否有物質(zhì)或物體。
18.一種物質(zhì)或物體的檢測(cè)方法，它把振蕩部所產(chǎn)生的高頻信號(hào)供給到包含諧振電路的敏感元件部?jī)?nèi)，檢測(cè)出隨外部狀況而變化的敏感元件部的電壓和電流，根據(jù)該電壓或電流來(lái)檢測(cè)物體。
19.一種液體檢測(cè)裝置，其中包括產(chǎn)生高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路接收來(lái)自該振蕩部的高頻信號(hào)；輸出信號(hào)的檢測(cè)部，其信號(hào)對(duì)應(yīng)于該敏感元件部外部旁邊的；判斷裝置，它對(duì)該檢測(cè)部的輸出信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，以此來(lái)判斷有無(wú)規(guī)定的液體。
20.一種界面檢測(cè)裝置，其中包括產(chǎn)生高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路接收來(lái)自該振蕩部的高頻信號(hào)；輸出信號(hào)的檢測(cè)部，它檢測(cè)出按照該敏感元件部外部旁邊狀況而進(jìn)行反射的反射波，并輸出與反射波相對(duì)應(yīng)的信號(hào)；界面檢測(cè)部，它根據(jù)檢測(cè)部的輸出信號(hào)，檢測(cè)出來(lái)自上述敏感元件部的反射信號(hào)的變化點(diǎn)，以此來(lái)判斷物質(zhì)的界面位置。
21.一種粉體檢測(cè)裝置，其中包括產(chǎn)生高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路接收來(lái)自該振蕩電路的高頻信號(hào)；輸出信號(hào)的檢測(cè)部，它檢測(cè)出反射波(該反射波隨著該敏感元件部的外部旁邊的不同狀況而產(chǎn)生不同的反射)，并輸出與反射波相對(duì)應(yīng)的信號(hào)；有無(wú)粉體判斷部，它對(duì)該檢測(cè)部的輸出信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別，判斷出有無(wú)粉體。
22.一種濕度檢測(cè)裝置，其中包括產(chǎn)生高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路接收來(lái)自該振蕩部的高頻信號(hào)；放置在該敏感元件部旁邊的吸水性粉體；輸出信號(hào)的檢測(cè)部，它檢測(cè)出該敏感元件部的反射波，并輸出與反射波相對(duì)應(yīng)的信號(hào)；處理裝置，它把該檢測(cè)部的輸出信號(hào)變換成濕度。
23.一種液體濃度檢測(cè)裝置，其中包括產(chǎn)生高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路接收來(lái)自該振蕩部的高頻信號(hào)；輸出信號(hào)的檢測(cè)部，它檢測(cè)出反射波(該反射波的反射情況隨著該敏感元件部外部旁邊狀況而變化)，并輸出與反射波相對(duì)應(yīng)的信號(hào)；處理裝置，它把該檢測(cè)部的輸出信號(hào)變換成溶質(zhì)濃度；顯示裝置，它顯示出該處理裝置的輸出信號(hào)。
24.如權(quán)利要求23所述的液體濃度檢測(cè)裝置，其進(jìn)一步的特征在于，它具有對(duì)液體溫度進(jìn)行檢測(cè)的溫度敏感元件，上述處理裝置根據(jù)上述溫度敏感元件的輸出對(duì)上述液體的濃度進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
25.一種液體濃度檢測(cè)方法，這是把來(lái)自振蕩部的高頻信號(hào)施加到包含諧振電路的敏感元件部?jī)?nèi)，利用與上述敏感元件部相連接的檢測(cè)部，把與被測(cè)液體的濃度相對(duì)應(yīng)的信號(hào)檢測(cè)出來(lái)，由處理部把該信號(hào)變換成溶質(zhì)濃度，把該濃度值顯示在顯示部上。
26.一種溫度檢測(cè)裝置，其中包括產(chǎn)生高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路接收來(lái)自該振蕩部的高頻信號(hào)；放置在該敏感元件部旁邊的溫度依賴性水溶液；輸出信號(hào)的檢測(cè)部，它檢測(cè)出從上述敏感元件部反射出來(lái)的反射波，并輸出與反射波相對(duì)應(yīng)的信號(hào)；處理裝置，它把與該檢測(cè)部的上述水溶液濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)變換成溫度；顯示該處理裝置的輸出信號(hào)用的顯示裝置。
27.一種物體敏感元件，其中包括可以振蕩出不同頻率的高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路接收來(lái)自該振蕩部的高頻信號(hào)；輸出信號(hào)的檢測(cè)部，其輸出信號(hào)與該敏感元件部外部旁邊的狀況相對(duì)應(yīng)；控制部，它根據(jù)該檢測(cè)部的輸出信號(hào)和上述振蕩部所產(chǎn)生的振蕩頻率，來(lái)對(duì)物體進(jìn)行檢測(cè)。
28.如權(quán)利要求27所述的物體敏感元件，其進(jìn)一步的特征在于上述諧振電路的線圈是卷繞一匝以上的空心線圈。
29.如權(quán)利要求27所述的物體敏感元件，其進(jìn)一步的特征在于上述諧振電路的線圈是卷繞在磁性材料上的線圈。
30.如權(quán)利要求27所述的物體敏感元件，其進(jìn)一步的特征在于上述敏感元件部的諧振電路中包含多個(gè)線圈。
31.一種人體或物體的敏感元件，其中包括可以振蕩出不同頻率的高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路具有的線圈的尺寸符合人體被檢測(cè)部的大??；輸出信號(hào)的檢測(cè)部，其信號(hào)與該敏感元件部外部旁邊的狀況相對(duì)應(yīng)；控制部，它根據(jù)該檢測(cè)部的輸出信號(hào)和上述振蕩部所產(chǎn)生的振蕩頻率，來(lái)識(shí)別人體和其他物體，得出檢測(cè)結(jié)果。
32.如權(quán)利要求31所述的人體或物體的敏感元件，其進(jìn)一步的特征在于上述線圈安裝在座席內(nèi)。
33.如權(quán)利要求31所述的人體或物體的敏感元件，其進(jìn)一步的特征在于上述線圈安裝在座墊內(nèi)。
34.如權(quán)利要求31、權(quán)利要求32或權(quán)利要求33所述的人體或物體的敏感元件，其進(jìn)一步的特征在于上述線圈由高頻信號(hào)的良導(dǎo)體材料制成。
35.一種物體檢測(cè)方法，它利用振蕩部來(lái)產(chǎn)生高頻信號(hào)，一邊依次改變?cè)摳哳l信號(hào)的頻率，一邊向包含諧振電路的敏感元件部傳送，然后測(cè)量出與各振蕩頻率相對(duì)應(yīng)的反射功率，根據(jù)該頻率和反射功率的關(guān)系，檢測(cè)出物品或人體等物體。
36.檢測(cè)裝置包括產(chǎn)生高頻信號(hào)的振蕩部；包含諧振電路的敏感元件部，其諧振電路的線圈的安裝位置，能使線圈接收來(lái)自該振蕩部的高頻信號(hào)，同時(shí)能受到其旁邊的物質(zhì)或物體的導(dǎo)磁率的影響；輸出信號(hào)檢測(cè)部，它檢測(cè)出上述諧振電路受到該敏感元件外部旁邊的物質(zhì)或物體的導(dǎo)磁率的影響后所產(chǎn)生的變化，并輸出與該變化相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。上述檢測(cè)裝置的特征在于，上述敏感元件部，通過(guò)電纜與上述振蕩部和上述檢測(cè)部相連接，其結(jié)構(gòu)是與上述振蕩部和上述檢測(cè)部分離開(kāi)來(lái)，獨(dú)立存在的。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供這樣一種檢測(cè)裝置，其測(cè)量精度高，即使對(duì)金屬以外的物質(zhì)也能檢測(cè)，并且不管容器是否透明均能檢測(cè)，而且還能檢測(cè)出物質(zhì)的種類。該檢測(cè)裝置通過(guò)傳輸線路4把高頻信號(hào)從振蕩部2傳送到敏感元件部1內(nèi)，敏感元件部1的阻抗根據(jù)有無(wú)被測(cè)物質(zhì)而變化，隨著該阻抗的變化而產(chǎn)生的反射信號(hào)被反射波敏感元件部3檢測(cè)出來(lái)，根據(jù)有無(wú)該反射信號(hào)及其大小，即可檢測(cè)出有無(wú)物體等情況。
文檔編號(hào)G01N27/02GK1139210SQ9511999
公開(kāi)日1997年1月1日 申請(qǐng)日期1995年11月30日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月30日
發(fā)明者笠井英治, 加藤曉紀(jì), 稻上三佐子 申請(qǐng)人:歐姆龍株式會(huì)社