[发明专利]一种基于驻极体的非接触式空间位置传感装置

说明书

本发明公开了一种基于驻极体的非接触式空间位置传感装置，驻极体阵列单元包括电极，以及贴合在电极表面的驻极体薄膜，驻极体阵列单元固定于预设的探测空间内；运动单元包括驻极体介质，运动单元与探测空间内可移动物体固定连接；电位信号采集处理单元包括至少两个采集分路，任一电极均通过对应的采集分路与电位信号采集处理单元电连接；高压极化单元用于向驻极体阵列单元发射脉冲电信号以维持驻极体阵列单元的表面电位。利用驻极体薄膜以及其间形成的静电场探测空间中物体的变化，具有响应灵敏，精准度高的特点。驻极体材料成本低廉，使得该探测装置造价低廉，可以广泛应用。同时驻极体阵列单元体积纤薄，可以在一定空间内随意安放，自由度高。

技术领域

本发明涉及距离传感器技术领域，特别是涉及一种基于驻极体的非接触式空间位置传感装置。

背景技术

驻极体是一种用途广泛的储电功能电介质，随着科学技术的发展，已经逐渐显示出它作为一种重要用途电子材料的潜力，在环境净化，能源，电子工程，生物医药上都有重要的应用。随着有机化学的进步，更多性能优异的有机高分子材料被科学家合成出来，这其中有很多材料都具有优异的驻极体性质。例如，PTFE(聚四氟乙烯)是一种性能良好的驻极体材料。

而现有的距离传感器通常包括红外传感器、激光距离传感器、超声波传感器等等，而红外传感器可测距离较近，精度较低，激光距离传感器成本较高，使用环境苛刻，超声波传感器成本较高。所以如何提供一种成本较低，且测量精度较高的距离传感器是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于驻极体的非接触式空间位置传感装置，具有较低的成本以及较高的测量精度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于驻极体的非接触式空间位置传感装置，包括电位信号采集处理单元、高压极化单元、至少一个运动单元和至少两个驻极体阵列单元；

所述驻极体阵列单元包括电极，以及贴合在所述电极表面的驻极体薄膜，所述驻极体阵列单元固定于预设的探测空间内；所述运动单元包括驻极体介质，所述运动单元与所述探测空间内可移动物体固定连接；

所述电位信号采集处理单元包括至少两个采集分路，任一所述电极均通过对应的所述采集分路与所述电位信号采集处理单元电连接，所述电位信号采集处理单元用于通过所述电极获取所述驻极体阵列单元的电位信息；任一所述驻极体阵列单元均与所述高压极化单元相互串联连接，所述高压极化单元用于向所述驻极体阵列单元发射脉冲电信号以维持所述驻极体阵列单元的表面电位。

可选的，包括至少三个所述驻极体阵列单元。

可选的，所述驻极体阵列单元均匀分布于所述探测空间的侧壁。

可选的，所述电位信号采集处理单元还用于：

根据所述电位信息确定所述运动单元的速度信息和位置信息。

可选的，所述驻极体阵列单元与所述采集分路一一对应。

可选的，所述高压极化单元为可编程直流脉冲高压源。

可选的，所述脉冲电信号中每个脉冲持续时间的取值范围为1μs至100ms，包括端点值。

可选的，所述驻极体薄膜包括以下任意一种或任意组合：

聚四氟乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚全氟乙烯丙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、有机玻璃薄膜、树脂薄膜、松香薄膜；

所述驻极体介质包括以下任意一种或任意组合：

聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚全氟乙烯丙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰亚胺、有机玻璃、树脂、松香。

可选的，所述电极包括以下任意一种或任意组合：

PEDOT印刷层、ITO涂层、导电油墨印刷层。