[发明专利]介电物体的检测

说明书

背景技术

为了以电容方式定位介电物体，可以产生电场并且随后确定是否电场通过物体而受到影响。在一个变形方案中，借助两个并排的电极来产生两个电场，并且在两个电极上进行电容的比较。如果电容相差超过预先确定的程度，则可以得出在电场的范围中存在物体。该方式可以针对任何类型的具有介电特性的物体使用，例如在轻质建筑墙中的木梁。

由并排的电极构成的布置相对于在其环境中的任何类型的电导体敏感。因此，电极布置相距于电路以一定的空间距离来构建，该电路进行电容确定。电极布置例如可以布置在与所述电路相同的电路板上，其中在电极和电路之间存在几厘米的水平距离。对此可替选地，可以将电极装置安装在分离的印刷电路板上，使得在垂直方向上在电路和电极之间存在一定距离。

本发明的任务是，提出一种用于检测介电物体的设备和方法，其能够实现改进的空间利用。

发明内容

本发明借助具有权利要求1所述特征的设备以及通过具有权利要求7所述特征的方法来解决该任务。从属权利要求给出了优选的实施形式。

根据本发明的用于检测介电物体的设备包括：第一电极和第二电极；第一装置，用于确定能够通过物体影响的、在第一电极和共同的参考点之间的第一电容；以及第二装置，用于确定能够通过物体影响的、在第二电极和接地点之间的第二电容。此外，设置有控制装置，用于操控（Ansteuerung）所述装置，以及设置有分析装置，用于当确定的电容相差超过预先确定的程度时，检测到物体。在此，控制装置设计用于操控所述装置，使得相继地进行确定，并且设置有开关装置，以便将各未被操控的装置的电极与共同的参考点电连接。有利的是，由此可以连接在第一电极和第二电极之间的寄生电容，使得其不影响这些确定的差。

通过本发明，可以将在差分电容确定情况下的寄生电容的影响最小化。根据本发明的、在同时短路的寄生电容情况下顺序测量的方式可以扩展到任意多个电极或者电极对。

优选的是，在第一电极和第二电极的区域中设置有第三电极。第三电极可以用于在两个第一电极的区域中实现关于印制导线或者电子器件的屏蔽。在此在第三电极和第一电极这两个电极之间形成的耦合电容如上面描述的那样被连接寄生电容，使得其并不影响电容确定。由此，可以将测量电路紧凑地构建；尤其是可以将分析电路和电极之间的距离在精度方面无损地降低到小于10毫米，优选大约1.6毫米，这对应于通常的电路板的厚度。

第三电极可以布置在第一电极和第二电极的背离介电物体的侧上。由此，可以实现电极的节省空间的构造以及与电极连接的用于分析电极信号的组件。并不需要组件和电极在多个电路板上的分布或者保持在电极和组件之间的大的距离。

用于确定电容的装置可以设计用于发出如下时间信号：所述时间信号的长度分别与确定的电容相关，并且分析装置可以设计用于提供如下时间信号：所述时间信号的长度与电容的差相关。时间信号可以基于电容的充电过程或者放电过程来确定。于是，可以借助比较低的频率来确定电容，这可以提高确定的精度。由分析装置提供的时间信号可以被积分并且与阈值比较。这种分析可以用已知的方式来简单并可靠地构建。

控制装置可以设计用于以相同频率周期性地操控第一装置和第二装置来确定电容，其中在周期性的操控之间的相位关系是可变的，以便在不存在物体时补偿不同大小的电容。于是，可以将用于确定电容的过程的简单并且有效的同步与所述设备的简单的可校准性结合。

可以在电极和共同的参考点之间设置多个用于确定电容的装置，其中控制装置设计用于在每个时刻仅仅操控一个装置，并且开关装置设计用于将所有未被操控的装置的电极与共同的参考点电连接。

于是，可以借助空间上分布的电极来进行一系列的多次电容确定。

根据本发明的用于检测介电物体的方法包括：确定能够通过物体影响的、在第一电极和接地点之间的第一电容的步骤，确定能够通过物体影响的、在第二电极和共同的参考点之间的第二电容的步骤，以及当确定的电容相差超过预先确定的程度时，检测到物体的步骤。在此，相继地确定电容，并且在借助电极的确定期间将各另外的电极与共同的参考点电连接。

最后，计算机程序产品包括计算机代码装置，用于执行所述方法，并且可以在处理装置上运行，或者存储在计算机可读的数据载体上。

附图说明

现在参照附图进一步描述本发明。其中：

图1示出了电极布置；

图2示出了基于图1中的电极布置的测量电路；

图3示出了用于操控图2中的电极布置的梁探测器；