[发明专利]感测装置及物质感测方法

说明书

本发明有关于一种感测装置，包含一探棒及一感测模块；该感测模块包含一物质感测电路、一运算单元及一信号输出电路。该感测模块产生一扫频信号并且传送该扫频信号至该探棒以感测一物质的一状态；该扫频信号为在一预设频率范围内彼此相异频率的多个信号；当该扫频信号接触到该物质时，利用该物质的一等效电容产生一反射信号；该物质感测电路接收该反射信号并传递该反射信号至该运算单元；该运算单元对该反射信号运算以产生一波形信号以判断该物质的该状态；该运算单元利用一阻抗频谱以判断该物质的该状态。

技术领域

本发明有关于一种感测装置及物质感测方法，特别是一种具有可变化频率检测的感测装置及具有可变化频率检测的物质感测方法。

背景技术

静电容/射频导纳式感测器用以检测物质的电容量的变化；基于电容公式C＝εA/d，静电容/射频导纳式感测器将感测到的资讯由物理信号传换成电子信号；当静电容/射频导纳式感测器安装于桶槽或管道内时，固定了上述公式内的A(物质接触面积)与d(极板距离)，因此C的变化量将受到ε(物质的介电常数)影响。

静电容/射频导纳式感测器发射一固定频率的交流信号至探棒，并接着将电容值转换为电信号；当物质接触到探棒时，会产生信号的强度变化。简易的静电容/射频导纳式开关感测器的控制单元(uC或比较电路)会设定一判断点；当探棒没有接触到物质时，回传的信号强度不会超过此判断点；当探棒接触到物质时，回传的信号强度会超过此判断点。

再者，在安装静电容/射频导纳连续式感测器之后，静电容/射频导纳连续式感测器会进行两点校正；在静电容/射频导纳连续式感测器上输入这两点的值，接着控制单元会计算出这两点的斜率变化；因此，如果物质变化，依据信号强度的变化，可计算出物质在桶槽的等效容量。接着，可将结果显示于静电容/射频导纳连续式感测器的界面，以及信号可通过例如RS-485接口、4-20mA、Modbus接口等等输出给后端系统。

以下例子说明相关技术的方法：在感测器安装完后，桶槽中物质接触探棒为10公分，于桶槽内容量比为10％，此时，信号强度为100mV；接着，物质接触探棒改变为50公分，于桶槽内容量比为50％，此时，信号强度为500mV。将上述容量比输入至感测器中，控制单元会计算得知容量比与信号强度的关系，即(50％-10％)/(500mV-100mV)＝0.1(％/mV)。因此，当信号强度变化成600mV时，就可以直接在感测器上或输出信号得知桶槽内的容量比变成60％。

物质的介电常数常会因为环境(例如温度或湿度)的变化、物质性质的劣化(例如含水率的差异)以及感测器所发射的频率的差异而有不同的阻抗响应。然而，相关技术的静电容式/射频导纳式感测器的缺点为相关技术的静电容式/射频导纳式感测器无法操作在不同的频率，只能操作在固定频率，因此限制了发展成为智能化与多功能测量的可能。

发明内容

为改善上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种感测装置。

为改善上述现有技术的缺点，本发明的又一目的在于提供一种物质感测方法。