[发明专利]基于单一平面电容传感器的称重系统

说明书

基于单一平面电容传感器的称重系统，在结构上主要由：平面电容传感器单元、下位机单元以及上位机单元组成，所述的平面电容传感器单元感知被测药品质量的变化，并将其转变成电容值的变化；所述的下位机单元采集所述的平面电容传感器单元电容值变化量，并进行转换、分析、处理和计算后通过蓝牙通讯的方式与上位机单元进行数据交互。本发明满足对药品灌装生产线上微量称重要求，具有一定的新颖性、实用性和创新性。

技术领域

本发明涉及微量称重测试技术领域，具体涉及基于单一平面电容传感器的称重系统。

背景技术

药品质量的准确与否不仅影响制药企业的信誉与经济效益，更是直接影响到药品的安全性和有效性，实现药品在生产过程中高精度的微量称重，是保证药品质量的准确和提高生产效率的关键环节。

药品按形态可分为液态、颗粒状和粉末状等几种，这些药品的包装大多采用灌装生产线。根据调查，市场上常见的灌装机有称重式和体积式。称重式由于适用范围广泛、稳定可靠及准确度高等优点，被越来越多的药品生产企业采用。称重式灌装机是根据称得的重量进行灌装，先用高精度的电子秤称得灌装液体的重量，再进行灌装，这样可以直接根据称得的重量进行控制。

药品的称重灌装过程如下：置于传送带上的药品会随传送带一起传输；当传送带上的药品接近光电开关时，会触发相应的光电开关；光电开关被触发后，称重系统将会按照预先设置好的程序对药品进行称重；然后称重传感器会输出相应的称重数据，并将称重数据发送到控制器；控制器对接收到的数据进行分析、处理，并控制后续处理装置进行相应操作，保留质量达标的药品，将质量不合格的药品剔除。

药品称重目前常用的称重传感器是基于力—电转换的测力系统，根据受力平衡将重量的变化转换成电信号量的变化。药品生产线上的称重传感器按照称重原理可以分为电阻应变式、电容式、电感式、压电式、压磁式等。其中，电阻应变式称重传感器和电容式称重传感器应用最广泛。

电阻应变式称重传感器是药品生产质量检测中使用的主流的称重传感器，有较好的稳定性，但存在蠕变、滞后等不足，需要进行相应的补偿来提高传感器的性能。

现有市场上的电容式称重传感器多指平行极板式电容传感器，根据检测原理可分为变面积式、变电极间距式和变介质式电容传感器，但是因电容本身易受寄生电容、分布电容等杂散电容的影响，而且容易损坏，不易维修。

发明内容

为解决药品灌装生产线上微量称重要求，本发明提出一种单一平面电容传感器作为称重传感器，单一平面电容传感器性能高，配合屏蔽电极的设计使得输出电容值稳定可靠，在称重过程中，不会受到运动状态等的影响，可实现动态、微量准确地称重。

为实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

基于单一平面电容传感器的称重系统，在结构上主要由：平面电容传感器单元、下位机单元以及上位机单元组成；

所述的平面电容传感器单元感知被测药品质量的变化，并将其转变成电容值的变化；

所述的下位机单元主要由微小电容检测电路、微处理器电路、蓝牙无线通讯电路以及电源管理电路组成，所述的微小电容检测电路主要包括Pcap01的电容数字转换芯片，内部带有DSP处理单元，可测量所述的平面电容传感器单元电容值的变化量，通过SPI通讯方式将测得数据发送给所述的微处理器电路；所述的微处理器电路主要包括型号为STM32F103的处理器芯片，将接受的数据转换成可处理的数字信号，并对其进行分析、处理和计算，与待测药品的质量建立对应的函数关系；所述的蓝牙无线通讯电路主要包括型号为HM19的蓝牙模块，负责将微处理器电路的处理结果发送到上位机单元；所述的电源管理电路负责所述的平面电容传感器单元、微小电容检测电路、微处理器电路、蓝牙无线通讯电路供电。

上述平面电容传感器单元主要由激励电极、感应电极、屏蔽电极和基底组成，