技术领域
[0001] 本实用新型涉及测量技术领域，具体而言，涉及一种厚度传感器。
背景技术
[0002] 厚度测量在各行业中的应用越来越广泛，对于很多产品，比如纸张、票据、塑料
薄膜、纺织物品等物体的在线厚度测量在其产品的生产、检测、处理、回收等过程中处于越来越重要的地位；同时，在金融行业，也利用厚度检测装置来判断
纸币上是否贴有透明
胶带等。
[0003] 当前，各行业使用的物体厚度检测技术主要包括：使用霍尔器件、反射型
超声波、透射型超声、
电磁感应式、
涡流式等技术来测试薄片式物品的厚度。这些技术作为在线厚度检测技术使用时，存在检测装置体积大，成本高，使用不方便，测量
精度不高等缺点，从而限制了这些厚度检测技术的应用。
[0004] 因此，
现有技术中亟需提供一种体积小、重量轻、使用方便、测量精度、应用范围广、成本低的厚度传感器。实用新型内容
[0005] 本实用新型的主要目的在于提供一种厚度传感器，以解决现有技术中厚度传感器的测量精度不高的问题。
[0006] 为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种厚度传感器，包括：发生
电极单元，包括发生电极；
信号发生
电路板，与发生电极连接，用于使发生电极产生
电压输入信号；检出电极单元，包括n组沿待检测物品的传输方向依次间隔排列的检出电极对，检出电极对与发生电极相对且间隔设置，且检出电极对与发生电极之间的间隔为待检测物品的传输通道，n为大于1的常数；
信号处理电路板，与检出电极对连接，用于检测待检测物品经过传输通道过程中检出电极对的电压
输出信号，并将电压输出信号转换为厚度分布图像。
[0007] 进一步地，各检出电极对中位于一侧的检出电极组成第一检出电极部，各检出电极对中的位于另一侧的检出电极组成第二检出电极部；信号处理电路板分别与第一检出电极部和第二检出电极部连接，且电压输出信号包括第一检出电极部的第一电压输出信号和第二检出电极部的第二电压输出信号。
[0008] 进一步地，发生电极在竖直方向上的投影
覆盖检出电极对。
[0009] 进一步地，发生电极和检出电极对由弹性金属材料制成。
[0011] 进一步地，发生电极单元还包括：第一
保护电极，与信号发生电路板连接，用于屏蔽发生电极周围的噪音信号；第一框体结构，与发生电极和第一保护电极连接，用于承载发生电极和第一保护电极；且发生电极朝向传输通道一侧的表面与第一框体结构和第一保护电极的表面齐平。
[0012] 进一步地，检出电极单元还包括：第二保护电极，与信号处理电路板连接，用于屏蔽检出电极周围的噪音信号；第二框体结构，与检出电极和第二保护电极连接，用于承载检出电极和第二保护电极；且检出电极朝向传输通道一侧的表面与第二框体结构和第二保护电极的表面齐平。
[0013] 进一步地，第一保护电极和第二保护电极由弹性金属材料制成；第一框体结构和第二框体结构由绝缘材料制成。
[0014] 进一步地，第一保护电极为多个，发生电极具有多侧，每个第一保护电极分别位于发生电极的一侧；第二保护电极为多个，检出电极对具有多侧，每个第二保护电极分别位于检出电极对的一侧。
[0015] 进一步地，第一框体结构包括相邻设置的第一框体部和第二框体部，第一框体部与第一保护电极连接，第二框体部与发生电极连接。
[0016] 进一步地，第二框体结构包括相邻设置的第三框体部和第四框体部，第三框体部与第二保护电极连接，第四框体部与检出电极连接。
[0017] 进一步地，第一框体结构还包括设置于第一框体部的至少一侧的第一导齿和设置于第二框体部的与第一框体部的相对的至少一侧的第二导齿，第一导齿和第二导齿交叉设置。
[0018] 进一步地，第二框体结构还包括设置于第三框体部的至少一侧的第三导齿和设置于第四框体部的与第三框体部相对的至少一侧的第四导齿，第三导齿和第四导齿交叉设置。
[0019] 进一步地，信号发生电路板设置于第一框体结构的远离传输通道一侧的表面，信号处理电路板设置于第二框体结构的远离传输通道一侧的表面，厚度传感器还包括：第一保护框体，设置于的远离第一框体结构一侧的表面；和/或第二保护框体，设置于信号处理电路板的远离第二框体结构一侧的表面。
[0020] 进一步地，信号处理电路板包括依次连接的读取电路、差分放大电路和信号处理电路，且读取电路用于接收电压输出信号。
[0021] 应用本实用新型的技术方案，本实用新型提供了一种包括发生电极单元、检出电极单元、信号发生电路板和信号处理电路板的厚度传感器，其中，由于发生电极单元包括发生电极，检出电极单元包括n组沿待检测物品的传输方向依次间隔排列的检出电极对，检出电极对与发生电极相对且间隔设置，且检出电极对与发生电极之间的间隔为待检测物品的传输通道，从而能够根据待测物品的实际长度调整检出电极对的个数，从而有效地提高了传感器的测量精度。
[0022] 除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
[0023] 构成本实用新型的一部分的
说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性
实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
[0024] 图1示出了本实用新型实施方式所提供的厚度传感器的剖面示意图；
[0025] 图2示出了本实用新型实施方式所提供的厚度传感器中检出电极单元、信号处理电路板和第二保护框体的组装结构的俯视示意图；
[0026] 图3示出了本实用新型实施方式所提供的厚度传感器中检出电极单元、信号处理电路板和第二保护框体的组装结构的剖面示意图；
[0027] 图4示出了本实用新型实施方式所提供的厚度传感器中发生电极单元、信号发生电路板和第一保护框体的组装结构的剖面示意图；
[0028] 图5示出了本实用新型实施方式所提供的具有管脚的发生电极的结构示意图；
[0029] 图6示出了本实用新型实施方式所提供的另一种厚度传感器的剖面示意图；
[0030] 图7示出了图6所提供的厚度传感器中具有第一导齿和第二导齿的结构示意图；
[0031] 图8示出了本实用新型实施方式所提供的具有管脚的检出电极对的结构示意图；以及
[0032] 图9示出了本实用新型实施方式所提供的厚度传感器的控制电路的
流程图。
具体实施方式
[0033] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0034] 为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
[0035] 需要说明的是，本实用新型的说明书和
权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何
变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0036] 正如背景技术中所介绍的，现有技术中亟需提供一种体积小、重量轻、使用方便、测量精度、应用范围广、成本低的厚度传感器。本实用新型针对上述问题进行研究，提出了一种厚度传感器，如图1至2所示，包括：发生电极20单元，包括发生电极20；信号发生电路板30，与发生电极20连接，用于使发生电极20产生电压输入信号；检出电极单元，包括n组沿待检测物品100的传输方向依次间隔排列的检出电极对601，检出电极对601与发生电极20相对且间隔设置，且检出电极对601与发生电极20之间的间隔为待检测物品100的传输通道180，n为大于1的常数；信号处理电路板90，与检出电极对601连接，用于检测待检测物品100经过传输通道180过程中检出电极对601的电压输出信号，并将电压输出信号转换为厚度分布图像。
[0037] 上述厚度传感器中由于检出电极单元包括n组沿待检测物品100的传输方向依次间隔排列的检出电极对601，检出电极对601与发生电极20相对且间隔设置，且检出电极对601与发生电极20之间的间隔为待检测物品100的传输通道180，从而能够根据待测物品的实际长度调整检出电极对601的个数，从而有效地提高了传感器的测量精度。
[0038] 由图1可以看出，发生电极20单元和检出电极单元可以相对平行放置，并形成传输通道180，发生电极20和检出电极对601形成平板电容的结构,当发生电极20带电后，检出电极就会感应出等量的极性相反的电荷，两者之间就有了一定的电容值，电容值的大小取决于两个电极的面积、两个电极相隔的距离、发生电极20上施加电压的大小以及两个电极之间的
介电常数。当结构确定后，电极的面积就会保持不变，同时保持发生电极20上的电压和两个电极相隔的距离不变，那么，电容值的大小只与两个电极之间的介电常数相关，因此，当待检测物品100进入传输通道180后，介电常数就会发生变化，导致发生电极20和检出电极之间的电容值发生变化，根据这些变化值，通过后续处理程序，就能得到待检测物品100的厚度尺寸。
[0039] 在本实用新型上述厚度传感器中，各检出电极对601中位于一侧的检出电极组成第一检出电极部610，各检出电极对601中的位于另一侧的检出电极组成第二检出电极部620，如图2；信号处理电路板90分别与第一检出电极部610和第二检出电极部620连接，且电压输出信号包括第一检出电极部610的第一电压输出信号和第二检出电极部620的第二电压输出信号，如图3所示。
[0040] 上述厚度传感器中的n组检出电极对601由第一检出电极部610和第二检出电极部620构成，其中检出电极为排列成直线的复数个、成对分布，且互相独立。第一检出电极部610中每个检出电极与其纵向对应的第二检出电极部620中的检出电极构成一组检出电极对601，并作为一个最小信号检测单元，一个图像传感器中在长度方向上共排列了n对检出电极，也即是传感器有n个
像素。n的大小取决于实际扫描对象以及对扫描
分辨率的要求，例如，图像传感器中设置有44个像素，像素之间的间隔周期为5mm，则扫描的有效长度为220mm。
[0041] 将用于感应电荷的检出电极分成两个相同结构且相邻的第一检出电极部610和第二检出电极部620，在信号处理电路板90中，取两个感应电极部上的信号进行差分放大处理，能够有效地消除检出电极上的噪音信号带来的影响，大大提高测量的精度。
[0042] 在本实用新型上述厚度传感器中，优选地，检出电极对601在竖直方向上的投影覆盖发生电极20。上述优选的实施方式能够使检出电极对601能够更多地感应出与发生电极20相对的电荷，甚至感应出与发生电极20等量的电荷，从而形成了更多的感应电荷对，更多的感应电荷在待检测物品100经过其中时能够进一步提高厚度传感器的测量精度。
[0043] 上述厚度传感器中的检出电极对601和发生电极20可以由弹性金属材料制成。更为优选地，上述检出电极对601和发生电极20采用磷青铜薄片，并经
冲压或
刻蚀等工艺方法加工而成。由于磷青铜材料具有良好的耐蚀性和耐磨损，
导电性能好且弹性大，从而不仅使发生电极20能够更为有效地产生电压输入信号，提高传输检出电极对601对于电压输出信号的传输效率，还能够通过磷青铜材料的高耐蚀性、
耐磨性和弹性，提高厚度传感器的可靠性。
[0044] 在本实用新型上述厚度传感器中，优选地，发生电极20单元还可以包括：第一保护电极40，第一保护电极40与信号发生电路板30连接，用于屏蔽发生电极20周围的噪音信号；第一框体结构10，与发生电极20和第一保护电极40连接，用于承载发生电极20和第一保护电极40；且发生电极20朝向传输通道180一侧的表面与第一框体结构10和第一保护电极40的表面齐平。上述第一保护电极40通过与信号发生电路板30中的地连接能够有效地减少周围噪音信号对发生电极20信号的干扰。上述第一框体结构10能够将发生电极20和第一保护电极40连接成一个整体，即发生电极20和第一保护电极40镶嵌在同一框体内，使厚度传感器的整体性好，传输通道180容易保证平整，被检测物体容易通过[0045] 为了有效地减少周围噪音信号对发生电极20信号的干扰，上述第一保护电极40可以为多个，发生电极20具有多侧。此时，第一保护电极40设置于发生电极20的至少一侧。优选地，每个第一保护电极40分别位于发生电极20的一侧，如图4所示。在另一种优选的实施方式中，位于发生电极20对每侧的第一保护电极40可以相互连接。
[0046] 发生电极20可以具有第一管脚201，如图5所示。此时，发生电极20的第一管脚201与信号发生电路板30连接，上述第一管脚201实现了发生电极20与信号处理电路板
90的良好
接触。并且，上述第一保护电极40可以具有第二管脚。此时，第一保护电极40的第二管脚可以分别与信号发生电路板30连接。上述第二管脚实现了第一保护电极40与信号处理电路板90的良好接触。
[0047] 上述厚度传感器中的第一保护电极40可以由弹性金属材料制成。更为优选地，上述第一保护电极40采用磷青铜薄片，并经冲压或刻蚀等工艺方法加工而成。由于磷青铜材料具有良好的耐蚀性和耐磨损，导电性能好且弹性大，从而不仅使第一保护电极40起到更为有效地屏蔽发生电极20周围的噪音信号的作用，还能够通过磷青铜材料的高耐蚀性、耐磨性和弹性，提高厚度传感器的可靠性。
[0048] 上述第一框体结构10可以是连接有发生电极20和第一保护电极40的同一框体，上述结构使厚度传感器的整体性好，从而有效地保证了传输通道180的平整性，使待检测物品100容易通过；但是，这种结构使厚度传感器的模具结构复杂，精度不易保证。为了解决上述问题，优选地，上述第一框体结构10可以进一步地包括相邻设置的第一框体部101和第二框体部102，第一框体部101与第一保护电极40连接，第二框体部102与发生电极20连接，如图6所示。通过将第一框体结构10分为第一框体部101和第二框体部102两部分，并将第一框体部101与第一保护电极40结合在一起，将第二框体部102与发生电极20结合在一起，从而有效地简化了模具结构，提高了成品率，进而降低了成本。
[0049] 第一框体结构10为绝缘材料制成，优选地，绝缘材料为塑料。发生电极20和第一保护电极40可以通过多种方式与第一框体结构10组装在一起，比如
热压、粘接、
注塑成型等。优选地，采用注塑一体成型的方式，将发生电极20和第一保护电极40作为嵌件直接注塑到第一框体结构10中。
[0050] 在上述由第一框体部101和第二框体部102组成的第一框体结构10中，为了使待检测物品100能够顺利地通过传输通道180，在一种优选的实施方式中，第一框体部101和第二框体部102的相邻处设置有第一V形槽111。通过在第一框体部101和第二框体部102的相邻处采用V形槽的方式，有效地避免框体结合处不平，从而导致传输通道180不畅的问题。
[0051] 在另一种优选的实施方式中，第一框体结构10还包括设置于第一框体部101的至少一侧的第一导齿121和设置于第二框体部102的与第一框体部101的相对的至少一侧的第二导齿122，第一导齿121和第二导齿122交叉设置，如图7所示。通过上述导齿的交叉连接，使第一框体部101和第二框体部102的连接过渡更为平滑。
[0052] 在本实用新型上述厚度传感器中，优选地，检出电极单元还包括：第二保护电极80，与信号处理电路板90连接，用于屏蔽检出电极周围的噪音信号；第二框体结构50，与检出电极和第二保护电极80连接，用于承载检出电极和第二保护电极80；且检出电极朝向传输通道180一侧的表面与第二框体结构50和第二保护电极80的表面齐平。上述第二保护电极80同样通过与信号发生电路板30中的地连接能够有效地减少周围噪音信号对发生电极20信号的干扰；上述第二框体结构50能够将检出电极和第二保护电极80连接成一个整体，即检出电极和第二保护电极80镶嵌在同一框体内，使厚度传感器的整体性好，传输通道180容易保证平整，被检测物体容易通过。
[0053] 为了有效地减少周围噪音信号对发生电极20信号的干扰，上述第二保护电极80可以为多个，检出电极对601具有多侧，此时，第二保护电极80设置于检出电极对601的至少一侧。优选地，每个第二保护电极80分别位于检出电极对601的一侧，如图2所示。在另一种优选的实施方式中，位于检出电极对601每侧的第二保护电极80可以相互连接。
[0054] 优选地，上述厚度传感器中的检出电极对601中的第一检出电极部610可以具有位于其一端的第三管脚611以及位于远离第三管脚611的另一段的第一弯腿部612，第二检出电极部620可以具有位于其一端的第四管脚621以及位于远离管脚的另一段的第二弯腿部622，如图8所示。此时，第三管脚611和第四管脚621分别与信号发生电路板30连接，第一弯腿部612和第二弯腿部622分别设置于信号处理电路板90中。上述第三管脚611和第四管脚621实现了检出电极对601与信号处理电路板90的良好接触，上述第一弯腿部612和第二弯腿部622使检出电极对601更稳定地设置于第二框体结构50中。
[0055] 并且，上述第二保护电极80也可以具有第五管脚801。此时，第五管脚801可以与信号处理电路板90连接。上述第五管脚801实现了第二保护电极80与信号处理电路板90的良好接触。
[0056] 上述厚度传感器中的第二保护电极80可以由弹性金属材料制成。更为优选地，上述第二保护电极80采用磷青铜薄片，并经冲压或刻蚀等工艺方法加工而成。由于磷青铜材料具有良好的耐蚀性和耐磨损，导电性能好且弹性大，从而不仅使第二保护电极80起到更为有效地屏蔽检出电极周围的噪音信号的作用，还能够通过磷青铜材料的高耐蚀性、耐磨性和弹性，提高厚度传感器的可靠性。
[0057] 上述第二框体结构50可以是连接有检出电极和第二保护电极80的同一框体，上述结构使厚度传感器的整体性好，从而有效地保证了传输通道180的平整性，使待检测物品100容易通过；但是，这种结构使厚度传感器的模具结构复杂，精度不易保证。为了解决上述问题，优选地，上述第二框体结构50可以进一步地包括相邻设置的第三框体部501和第四框体部502，第三框体部501与第二保护电极80连接，第四框体部502与检出电极连接，如图6所示。通过将第二框体结构50分为第三框体部501和第四框体部502两部分，并将第三框体部501与第二保护电极80结合在一起，将第四框体部502与检出电极结合在一起，从而有效地简化了模具结构，提高了成品率，进而降低了成本。
[0058] 第二框体结构50为绝缘材料制成，优选地，绝缘材料为塑料。检出电极和第二保护电极80可以通过多种方式与第二框体结构50组装在一起，比如热压、粘接、注塑成型等。优选地，采用注塑一体成型的方式，将检出电极和第二保护电极80作为嵌件直接注塑到第二框体结构50中。
[0059] 在上述由第三框体部501和第四框体部502组成的第二框体结构50中，为了使待检测物品100能够顺利地通过传输通道180，在一种优选的实施方式中，第三框体部501和第四框体部502的相邻处设置有第二V形槽511。通过在第三框体部501和第四框体部502的相邻处采用V形槽的方式，有效地避免框体结合处不平，从而导致传输通道180不畅的问题。
[0060] 在另一种优选的实施方式中，第二框体结构50还包括设置于第三框体部501的至少一侧的第三导齿和设置于第四框体部502的与第三框体部501相对的至少一侧的第四导齿，第三导齿和第四导齿交叉设置(第三导齿和第四导齿未在附图中示出)。通过上述导齿的交叉连接，使第三框体部501和第四框体部502的连接过渡更为平滑。
[0061] 在本实用新型上述厚度传感器中，信号发生电路板30设置于第一框体结构10的远离传输通道180一侧的表面，信号处理电路板90设置于第二框体结构50的远离传输通道180一侧的表面，此时，厚度传感器还可以包括：第一保护框体，设置于信号发生电路板30的远离第一框体结构10一侧的表面；和/或第二保护框体，设置于信号处理电路板90的远离第二框体结构50一侧的表面。上述第一框体结构10用于保护信号发生电路板30等部件，上述第二框体结构50用于保护信号处理电路板90等部件；同时，上述第一框体结构
10和第二框体结构50也能够防止管脚与外部接触而引起的
短路或信号干扰等不良影响。
上述第一框体结构10和第二框体结构50的材料可以是金属材料，也可以是非金属材料，优选地，第一框体结构10和第二框体结构50采用
铝合金制备而成。
[0062] 在本实用新型上述厚度传感器中，信号处理电路903板90可以包括依次连接的读取电路901、差分放大电路902和信号处理电路903，且读取电路901用于接收电压输出信号。如图9所示为本实用新型上述厚度传感器的控制电路的流程图，由于发生电极20单元和检出电极单元形成了一组电容器，利用信号发生电路板30使发生电极20与检出电极带电，从而使这一组电容器具有一定的电容值，当待检测物品100进入发生电极20单元与检出电极单元之间时，这一组电容器的电容值就会发生变化，这些变化值进入读取电路901，然后进入差分放大电路902进行信号处理和信号放大，最后进入信号处理电路903，进行数字化及运算处理，形成待检测物品100的厚度分布的图像。
[0063] 从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：由于发生电极单元包括发生电极，检出电极单元包括n组沿待检测物品的传输方向依次间隔排列的检出电极对，检出电极对与发生电极相对且间隔设置，且检出电极对与发生电极之间的间隔为待检测物品的传输通道，从而能够根据待测物品的实际长度调整检出电极对的个数，从而有效地提高了传感器的测量精度。
[0064] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
