膜厚的檢測(cè)裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N膜厚的檢測(cè)裝置。該檢測(cè)裝置包括公共單元與檢測(cè)單元，公共單元包括至少一個(gè)公共電極，其中，該檢測(cè)單元包括：至少一個(gè)傳感器芯片，各傳感器芯片與公共單元在第一方向上相對(duì)且間隔設(shè)置，公共單元與各傳感器芯片之間的間隔構(gòu)成待測(cè)膜的傳輸通道，各傳感器芯片包括至少一行沿第二方向排列的多個(gè)檢測(cè)電極，第二方向與待測(cè)膜的移動(dòng)方向垂直，第一方向與第一平面垂直，第一平面與第二方向平行，各傳感器芯片用于感應(yīng)公共電極上的電信號(hào)并輸出；信號(hào)處理單元，與各傳感器芯片電連接，對(duì)各傳感器芯片輸出的電信號(hào)進(jìn)行處理并輸出。該檢測(cè)裝置能夠靈活調(diào)整膜厚的檢測(cè)裝置的精確度，能夠獲得更高的檢測(cè)精度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
膜厚的檢測(cè)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請(qǐng)涉及厚度檢測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種膜厚的檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]薄片狀物品，如紙張、票據(jù)、塑料待測(cè)膜、紡織物品等的在線(xiàn)連續(xù)厚度測(cè)量，在其產(chǎn)品的生產(chǎn)、檢測(cè)、處理、回收等過(guò)程中處于越來(lái)越重要的地位。當(dāng)前，待測(cè)膜厚度的檢測(cè)技術(shù)要包括使用霍爾器件、反射型超聲波檢測(cè)、透射型超聲波檢測(cè)、電磁感應(yīng)式檢測(cè)、渦流式檢測(cè)等技術(shù)。但這些技術(shù)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)裝置體積較大，成本較高，不利于這些技術(shù)的應(yīng)用。
[0003]近年來(lái)，通過(guò)電極間的靜電感應(yīng)進(jìn)行待測(cè)膜厚度的檢測(cè)技術(shù)在不斷研究探索之中，例如公開(kāi)號(hào)為CN210302446Y的文件公開(kāi)了一種電容式紙厚傳感器，其主要是將電容器的容量變化轉(zhuǎn)化成振蕩頻率的變化，再通過(guò)頻壓轉(zhuǎn)換模塊將頻率的變化轉(zhuǎn)換成電壓的變化。公開(kāi)號(hào)為CN103363887A的文件也公開(kāi)了一種材料厚度的檢測(cè)方法，利用平板電容的極板作為厚度檢測(cè)的敏感器件，實(shí)測(cè)對(duì)象的厚度變化引起的電容活動(dòng)極板產(chǎn)生位移，導(dǎo)致平板電容器的容量發(fā)生變化。
[0004]上述這些通過(guò)電極間的靜電感應(yīng)的檢測(cè)待測(cè)膜厚度的技術(shù)在一定程度上減小了檢測(cè)裝置的體積，但仍需要機(jī)械裝置的引導(dǎo)才能使得電容板產(chǎn)生位移，與檢測(cè)設(shè)備的小型化發(fā)展不相符;并且機(jī)械裝置的精度在很大程度上決定了測(cè)量的精度，尤其是在物品高速傳輸狀態(tài)、需要多點(diǎn)多路精確測(cè)量以及實(shí)測(cè)對(duì)象極薄的情況下，上述厚度傳感器的測(cè)量精度較低;另外，這些機(jī)械裝置在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的噪音，不符合現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)環(huán)保低碳的發(fā)展需求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本申請(qǐng)的主要目的在于提供一種膜厚的檢測(cè)裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中檢測(cè)膜厚的裝置檢測(cè)精度較低的問(wèn)題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種膜厚的檢測(cè)裝置，該檢測(cè)裝置包括公共單元與檢測(cè)單元，上述公共單元包括至少一個(gè)公共電極，其中，該檢測(cè)單元包括:至少一個(gè)傳感器芯片，各上述傳感器芯片與上述公共單元在第一方向上相對(duì)且間隔設(shè)置，上述公共單元與各上述傳感器芯片之間的間隔構(gòu)成待測(cè)膜的傳輸通道，各上述傳感器芯片包括至少一行沿第二方向排列的多個(gè)檢測(cè)電極，上述第二方向與待測(cè)膜的移動(dòng)方向垂直，上述第一方向與第一平面垂直，上述第一平面與上述第二方向平行，各上述傳感器芯片用于感應(yīng)上述公共電極上的電信號(hào)并輸出；信號(hào)處理單元，與各上述傳感器芯片電連接，對(duì)各上述傳感器芯片輸出的電信號(hào)進(jìn)行處理并輸出。
[0007]進(jìn)一步地，上述傳感器芯片還包括控制電極，上述控制電極用于輸入控制上述傳感器芯片工作的控制信號(hào)和輸出上述傳感器芯片檢測(cè)得到的電信號(hào)。
[0008]進(jìn)一步地，上述檢測(cè)單元包括多個(gè)沿上述第二方向間隔設(shè)置的上述傳感器芯片。
[0009]進(jìn)一步地，上述信號(hào)處理單元包括:信號(hào)處理電路，與各上述傳感器芯片電連接；信號(hào)接口，與上述信號(hào)處理電路電連接，用于輸入控制信號(hào)與輸出上述信號(hào)處理電路處理后電信號(hào)。
[0010]進(jìn)一步地，上述信號(hào)處理電路包括:放大電路，一端與各上述傳感器芯片電連接，上述放大電路用于放大上述傳感器芯片輸出的電信號(hào);模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，一端與上述放大電路的另一端電連接，上述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路用于將上述放大電路放大后的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào);第一補(bǔ)正電路，包括輸入端，上述輸入端與上述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的一端電連接，上述第一補(bǔ)正電路用于對(duì)上述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行校正并輸出；控制電路，與上述放大電路的信號(hào)控制端、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)控制端、差分放大電路的信號(hào)控制端和上述第一補(bǔ)正電路的信號(hào)控制端電連接，另一端與上述信號(hào)接口電連接。
[0011]進(jìn)一步地，上述第一補(bǔ)正電路包括第一輸出端與第二輸出端，上述信號(hào)處理電路還包括:寄存器，一端與上述第一輸出端電連接，上述寄存器用于儲(chǔ)存上述第一補(bǔ)正電路輸出的數(shù)字信號(hào)并輸出延時(shí)數(shù)字信號(hào);延時(shí)差分放大電路，包括第一輸入端、第二輸入端與信號(hào)控制端，上述第一輸入端與上述寄存器的另一端電連接，上述第二輸入端與上述第二輸出端電連接，上述信號(hào)控制端與上述控制電路電連接，上述差分放大電路用于放大校正后的數(shù)字信號(hào)與上述延時(shí)數(shù)字信號(hào)之間的差值并輸出。
[0012]進(jìn)一步地，上述寄存器為移位寄存器，且上述移位寄存器寄存的數(shù)字信號(hào)的個(gè)數(shù)不等于上述檢測(cè)單元在上述第二方向上設(shè)置的上述檢測(cè)電極的總個(gè)數(shù)的整數(shù)倍，且上述移位寄存器寄存的數(shù)字信號(hào)的個(gè)數(shù)大于上述檢測(cè)單元在第二方向上設(shè)置的上述檢測(cè)電極的總個(gè)數(shù)。
[0013]進(jìn)一步地，上述信號(hào)處理電路還包括:第二補(bǔ)正電路，一端與上述延時(shí)差分放大電路的輸出端電連接，另一端與上述信號(hào)接口電連接。
[0014]進(jìn)一步地，上述公共單元還包括:信號(hào)輸入部，用于將電源的電信號(hào)輸入至上述公共電極。
[0015]進(jìn)一步地，上述公共單元還包括第一基板，上述公共電極設(shè)置在上述第一基板的第一表面上；上述檢測(cè)單元包括第二基板，上述第二基板與上述公共單元在上述第一方向上間隔設(shè)置，上述第一基板的第一表面朝向上述第二基板的第一表面，上述傳感器芯片設(shè)置在上述第二基板的第一表面上，上述信號(hào)處理單元設(shè)置在上述第二基板的第二表面上，且上述第一基板的第一表面與上述第二基板的第一表面均平行于上述第一平面。
[0016]進(jìn)一步地，上述膜厚的檢測(cè)裝置還包括:第一框體，具有第一容納空間，上述第一框體罩設(shè)在上述第一基板上且上述公共單元位于上述第一容納空間內(nèi)；第一保護(hù)基板，與上述第一框體連接，且用于保護(hù)各上述公共電極;第二框體，具有第二容納空間，上述第二框體罩設(shè)在上述第二基板上且上述檢測(cè)單元位于上述第二容納空間內(nèi)；第二保護(hù)基板，與上述第二框體連接，且用于保護(hù)各上述檢測(cè)電極。
[0017]應(yīng)用本申請(qǐng)的技術(shù)方案，檢測(cè)裝置中包括至少一個(gè)傳感器芯片，并且各芯片包括多個(gè)沿第二方向間隔設(shè)置的檢測(cè)電極，檢測(cè)電極的密度決定了檢測(cè)信號(hào)的分辨率，進(jìn)而決定了檢測(cè)精度，在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，可以根據(jù)需求，調(diào)整傳感器芯片上的檢測(cè)電極的數(shù)量，或調(diào)整傳感器芯片的數(shù)量，這樣能夠靈活調(diào)整膜厚的檢測(cè)裝置的精確度，使得該檢測(cè)裝置能夠獲得更高的檢測(cè)精度。
【附圖說(shuō)明】
[0018]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書(shū)附圖用來(lái)提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0019]圖1示出了根據(jù)本申請(qǐng)的一種實(shí)施例提供的檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2示出了一種實(shí)施例提供的一個(gè)傳感器芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3示出了一種實(shí)施例提供的一個(gè)傳感器芯片的電氣原理圖；
[0022]圖4示出了圖3的傳感器芯片的工作時(shí)序圖；
[0023]圖5示出了一種實(shí)施例提供的檢測(cè)單元局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6示出了一種實(shí)施例提供的信號(hào)處理電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖7示出了一種實(shí)施例提供的檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖8示出了一種實(shí)施例中的待測(cè)膜的俯視圖；以及
[0027]圖9示出了另一種實(shí)施例中的待測(cè)膜的俯視圖。
[0028]其中，上述附圖包括以下附圖標(biāo)記:
[0029]1、公共單元;2、檢測(cè)單元;11、公共電極;21、傳感器芯片；10、第一基板；12、第一保護(hù)基板;13、信號(hào)輸入部；14、第一框體;20、第二基板;22、第二保護(hù)基板;23、信號(hào)處理單元；24、第二框體；100、待測(cè)膜；101、第一異物；102、第二異物;211、檢測(cè)電極;212、控制電極；231、信號(hào)處理電路;232、信號(hào)接口； 01、放大電路;02、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路;03、第一補(bǔ)正電路;04、寄存器;05、差分放大電路;06、第二補(bǔ)正電路;07、控制電路。
【具體實(shí)施方式】
[0030]應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說(shuō)明都是例示性的，旨在對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┻M(jìn)一步的說(shuō)明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本申請(qǐng)所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。
[0031]需要注意的是，這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述【具體實(shí)施方式】，而非意圖限制根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用術(shù)語(yǔ)“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0032]正如【背景技術(shù)】所介紹的，現(xiàn)有技術(shù)中的膜厚的檢測(cè)裝置的檢測(cè)精度較低，為了解決如上的技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N膜厚的檢測(cè)裝置。
[0033]本申請(qǐng)的一種典型的實(shí)施方式中，提供了一種膜厚的檢測(cè)裝置，如圖1所示，該裝置包括公共單元I與檢測(cè)單元2，上述公共單元I包括至少一個(gè)公共電極11，上述檢測(cè)單元2包括至少一個(gè)傳感器芯片21與信號(hào)處理單元23，其中，各上述傳感器芯片21與上述公共單元I在第一方向上相對(duì)且間隔設(shè)置，上述公共單元I與各上述傳感器芯片21之間的間隔構(gòu)成待測(cè)膜的傳輸通道，如圖2所示，各上述傳感器芯片21包括至少一行沿第二方向排列的多個(gè)檢測(cè)電極211，上述第二方向與待測(cè)膜的移動(dòng)方向垂直，上述第一方向與第一平面垂直，上述第一平面與上述第二方向平行，各上述傳感器芯片21用于感應(yīng)上述公共電極11上的電信號(hào)并輸出；信號(hào)處理單元23與各上述傳感器芯片21電連接，對(duì)各上述傳感器芯片21輸出的電信號(hào)進(jìn)行處理并輸出。
[0034]需要說(shuō)明的是，沒(méi)有特別說(shuō)明的情況下，本申請(qǐng)中的“沿第二方向排列”均表示“沿第二方向直線(xiàn)排列”。
[0035]該檢測(cè)裝置中，公共電極與每個(gè)檢測(cè)電極形成類(lèi)似平板電容結(jié)構(gòu)，并且二者之間沒(méi)有固定的介質(zhì)填充而是形成一個(gè)傳輸通道。當(dāng)公共電極上帶電荷后，各檢測(cè)電極上就能感應(yīng)出電荷。檢測(cè)電極上感應(yīng)出電荷的多少取決于于相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)電極的面積、兩個(gè)電極相隔的距離、公共電極上所攜帶的電荷量以及兩個(gè)電極之間的介電常數(shù)。在結(jié)構(gòu)一定的情況下，檢測(cè)電極上感應(yīng)出的電荷只與兩個(gè)電極之間介電常數(shù)有關(guān)。當(dāng)待測(cè)膜經(jīng)過(guò)傳輸通道時(shí)，改變了兩個(gè)電極間的介質(zhì)的介電常數(shù)，使檢測(cè)電極上感應(yīng)的電荷的數(shù)量也隨之發(fā)生變化，待測(cè)膜的厚度不同，兩個(gè)電極間的介電常數(shù)也不相同，進(jìn)而檢測(cè)電極上感應(yīng)的電荷也不相同，因此通過(guò)檢測(cè)極板上感應(yīng)電信號(hào)的多少可以計(jì)算出待測(cè)膜的厚度。
[0036]該裝置中包括至少一個(gè)傳感器芯片，并且各芯片包括多個(gè)沿第二方向間隔設(shè)置的檢測(cè)電極，檢測(cè)電極的密度決定了檢測(cè)信號(hào)的分辨率，進(jìn)而決定了檢測(cè)精度，在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，可以根據(jù)需求，調(diào)整傳感器芯片上的檢測(cè)電極的數(shù)量，或調(diào)整傳感器芯片的數(shù)量，這樣能夠靈活調(diào)整膜厚的檢測(cè)裝置的精確度，使得該檢測(cè)裝置能夠獲得更高的檢測(cè)精度。
[0037]本申請(qǐng)一種實(shí)施例中，檢測(cè)電極對(duì)應(yīng)的分辨率為10DPI，即檢測(cè)電極的在橫向排列周期為0.254mm(即第二方向排列的相鄰的兩個(gè)檢測(cè)電極的中心的距離)。傳感器芯片為采用CMOS工藝制作的集成電路，其長(zhǎng)度(即第二方向上的尺寸)為18.3mm，一個(gè)芯片上可以排列72個(gè)檢測(cè)電極，芯片的寬度(即與第二方向垂直方向的尺寸)為0.3mm，芯片排列的個(gè)數(shù)決定了整個(gè)傳感器的檢測(cè)范圍，如通常對(duì)紙幣進(jìn)行檢測(cè)時(shí)使用10個(gè)或11個(gè)傳感器芯片可以構(gòu)成183mm或201mm的檢測(cè)范圍。
[0038]本申請(qǐng)中的公共單元可以包括一個(gè)公共電極，也可以包括多個(gè)公共電極，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置公共電極的數(shù)量，當(dāng)公共單元只有一個(gè)公共電極時(shí)，公共電極是一個(gè)面積較大的平面電極，其作用是與對(duì)向設(shè)置檢測(cè)電極能夠形成靜電感應(yīng)電極對(duì)兒，其面積至少要覆蓋住對(duì)向檢測(cè)單元設(shè)置的全部檢測(cè)電極。
[0039]本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中，如圖2所示，上述傳感器芯片21還包括控制電極212，上述控制電極212用于輸入控制上述傳感器芯片21工作的控制信號(hào)和輸出上述傳感器芯片21檢測(cè)得到的電信號(hào)。
[0040]本申請(qǐng)一種具體的實(shí)施例中，檢測(cè)裝置中的傳感器芯片排列的電氣原理圖為圖3，該檢測(cè)單元中包括多個(gè)沿第二方向間隔排列的傳感器芯片21，各傳感器芯片21上設(shè)置有控制電極212，各傳感器芯片21上的檢測(cè)電極211也沿第二方向間隔排列成一條直線(xiàn)，傳感器芯片的控制信號(hào)包括時(shí)鐘信號(hào)CLK與行掃描控制信號(hào)SI等，這些控制信號(hào)由控制電極212輸入，SIG為芯片的輸出信號(hào)。該檢測(cè)裝置中的傳感器芯片還包括:移位寄存電路和多個(gè)開(kāi)關(guān)電路，其中，每一個(gè)開(kāi)關(guān)與一個(gè)檢測(cè)電極電連接，開(kāi)關(guān)控制檢測(cè)電極的開(kāi)啟與關(guān)斷。移位寄存器接收到啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，控制開(kāi)關(guān)的開(kāi)啟與關(guān)斷，進(jìn)而控制檢測(cè)電極的開(kāi)啟與關(guān)斷。
[0041]上述的檢測(cè)裝置中的各傳感器芯片的工作時(shí)序圖為圖4。傳感器芯片在時(shí)鐘信號(hào)CLK的作用下，當(dāng)行啟動(dòng)信號(hào)到來(lái)時(shí)，傳感器芯片內(nèi)部的移位寄存電路和開(kāi)關(guān)電路依次接通每一個(gè)檢測(cè)電極，使檢測(cè)電極上的感應(yīng)電信號(hào)依次通過(guò)控制電極向外輸出。
[0042]為了能夠更加靈活地調(diào)節(jié)檢測(cè)裝置的檢測(cè)精度，如圖5所示，本申請(qǐng)優(yōu)選上述檢測(cè)單元包括多個(gè)沿上述第二方向間隔設(shè)置的上述傳感器芯片21。
[0043]本申請(qǐng)一種實(shí)施例中，上述信號(hào)處理單元23包括:信號(hào)處理電路231與信號(hào)接口232，其中，上述信號(hào)處理電路231與各上述傳感器芯片21電連接;信號(hào)接口232與上述信號(hào)處理電路231電連接，用于輸入控制信號(hào)與輸出上述信號(hào)處理電路231處理后的電信號(hào)。
[0044]本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中，如圖6所示，上述信號(hào)處理電路包括:放大電路01、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路02、第一補(bǔ)正電路03與控制電路07。
[0045]其中，放大電路的一端與各上述傳感器芯片電連接，通常傳感器芯片輸出的電信號(hào)比較低，只有毫伏數(shù)量級(jí)，需要采用放大電路對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大處理，根據(jù)信號(hào)的大小也可以進(jìn)行多級(jí)放大，達(dá)到模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換的要求。本申請(qǐng)中的放大電路可以是現(xiàn)有技術(shù)中任何可以實(shí)現(xiàn)放大的電路。
[0046]上述放大電路輸出的數(shù)字信號(hào)輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中，上述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路用于將上述放大電路放大后的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并且將數(shù)字信號(hào)輸入到第一補(bǔ)正電路中。
[0047]上述第一補(bǔ)正電路用于對(duì)上述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行校正并輸出，通過(guò)檢測(cè)電極檢測(cè)到的信號(hào)通常比較低，需要對(duì)其進(jìn)行放大處理，但信號(hào)放大后其所攜帶的噪音信號(hào)也隨之被放大，因此該補(bǔ)正電路主要是消除由傳感器芯片本身帶來(lái)的誤差的，得到放大處理后的有效信號(hào)。第一補(bǔ)正電路中通常也包含一個(gè)寄存器(圖中未畫(huà))，該寄存器中保存了在靜態(tài)狀態(tài)下采集到的噪音信號(hào)作為補(bǔ)正系數(shù)，可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的實(shí)時(shí)信號(hào)減去噪音信號(hào)的補(bǔ)正方法，此處就不再贅述了。
[0048]控制電路與上述放大電路的信號(hào)控制端、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)控制端、差分放大電路的信號(hào)控制端和上述第一補(bǔ)正電路的信號(hào)控制端電連接，另一端與上述信號(hào)接口電連接。
[0049]為了能夠進(jìn)一步提高本發(fā)明的膜厚檢測(cè)裝置的檢測(cè)精度，如圖6所示，本申請(qǐng)優(yōu)選上述第一補(bǔ)正電路03包括第一輸出端與第二輸出端，本申請(qǐng)的上述信號(hào)處理電路還包括:寄存器04與延時(shí)差分放大電路05。
[0050]其中，寄存器的一端與上述第一輸出端電連接，上述寄存器用于儲(chǔ)存上述第一補(bǔ)正電路輸出的上述數(shù)字信號(hào)并輸出延時(shí)數(shù)字信號(hào);延時(shí)差分放大電路包括第一輸入端、第二輸入端與信號(hào)控制端，上述第一輸入端與上述寄存器的另一端電連接，上述第二輸入端與上述第二輸出端電連接，上述信號(hào)控制端與上述控制電路電連接，上述差分放大電路用于放大校正后的數(shù)字信號(hào)與上述延時(shí)數(shù)字信號(hào)之間的差值并輸出，即經(jīng)過(guò)第一補(bǔ)正電路補(bǔ)正后的數(shù)字信號(hào)分兩路輸出，一路輸送到延時(shí)差分放大電路中，用于對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行差分放大處理，一路輸送到寄存器中進(jìn)行延時(shí)緩存。
[0051]本申請(qǐng)中的寄存器是移位寄存器，該寄存器用于對(duì)補(bǔ)正后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行臨時(shí)儲(chǔ)存，儲(chǔ)存的目的是將數(shù)字信號(hào)與補(bǔ)正后直接輸出的數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)延時(shí)時(shí)差，以便后續(xù)的延時(shí)差分信號(hào)放大電路以可對(duì)不同檢測(cè)電極和不同掃描行的檢測(cè)到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行差分放大處理，這樣只需要沿第二方向設(shè)置多個(gè)檢測(cè)電極以及取不同行的掃描數(shù)據(jù)就可以測(cè)得待測(cè)物在第二方向上以及在介質(zhì)移動(dòng)方向上的厚度以及厚度梯度(即厚度的差值)。而現(xiàn)有技術(shù)中檢測(cè)裝置至少需要沿待測(cè)膜移動(dòng)的方向設(shè)置至少兩排檢測(cè)電極，將這兩排檢測(cè)電極位置對(duì)應(yīng)的兩個(gè)檢測(cè)電極的得到數(shù)字信號(hào)進(jìn)行差分放大，得到了待測(cè)膜在與其移動(dòng)方向平行的方向上的厚度梯度。
[0052]在本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中，移位寄存器至少可以貯存一行以上的掃描數(shù)據(jù)，膜厚檢測(cè)裝置由10個(gè)傳感器芯片構(gòu)成，每各傳感器芯片具有72個(gè)檢測(cè)電極，移位寄存器被設(shè)置為可以寄存1445個(gè)信號(hào)的數(shù)據(jù)，即保存連續(xù)兩行零五個(gè)檢測(cè)電極的數(shù)字信號(hào)，每當(dāng)下一個(gè)數(shù)字信號(hào)進(jìn)入時(shí)，移位寄存器中的數(shù)據(jù)依次向前移動(dòng)一位，即輸出到延時(shí)差分放大電路的第一輸入端。例如當(dāng)?shù)谝谎a(bǔ)正電路輸出了掃描的某一行(假設(shè)為第M行)的傳感器的第N個(gè)檢測(cè)電極的數(shù)據(jù)后，延時(shí)差分放大電路的第二輸出端接收到的是第M行第N個(gè)檢測(cè)電極的數(shù)據(jù)，而第一接收端的是第M+2行的第N+5個(gè)檢測(cè)電極的數(shù)據(jù)，也就是說(shuō)延時(shí)差分放大電路是對(duì)第M+2行第N+5個(gè)數(shù)字信號(hào)和第M行第N個(gè)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行差分放大。
[0053]上述移位寄存器中寄存的數(shù)字信號(hào)的個(gè)數(shù)并不限于上述提到的1445，即上述在待測(cè)膜移動(dòng)方向延時(shí)的行數(shù)以及在第二方向上延時(shí)的數(shù)字信號(hào)個(gè)數(shù)并不局限于此，可以根據(jù)不同的掃描速度或檢測(cè)電極的結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行改變。
[0054]本申請(qǐng)的一種優(yōu)選實(shí)施例中，移位寄存器中寄存的數(shù)字信號(hào)的個(gè)數(shù)不等于檢測(cè)單元中第二方向上的檢測(cè)電極的總個(gè)數(shù)的整數(shù)倍，且大于檢測(cè)單元中第二方向上的檢測(cè)電極的總個(gè)數(shù)，也就是說(shuō)，輸入到延時(shí)差分放大電路的兩個(gè)輸入端的數(shù)字信號(hào)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)點(diǎn)在不同行且不同列，這樣可以對(duì)不在同一行且同一列的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行差分放大，能夠檢測(cè)出待測(cè)膜上沿各種方向存在的異物，避免檢測(cè)裝置不能檢測(cè)出待測(cè)膜上與第二方向平行的方向上存在的異物(如圖9所示的第二異物102)與在與待測(cè)膜移動(dòng)方向平行的方向上存在的異物(如圖8所示的第一異物101)。
[0055]如圖8所示，當(dāng)待測(cè)膜100在與其移動(dòng)方向平行的方向上存在第一異物101時(shí)，如果移位寄存器中寄存的信號(hào)數(shù)量等于檢測(cè)單元中第二方向上的檢測(cè)電極的總個(gè)數(shù)的倍數(shù)，那么，輸入到延時(shí)差分放大電路的兩個(gè)輸入端的信號(hào)就是同列的檢測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)，二者是相同的，經(jīng)過(guò)延時(shí)差分放大電路輸出的信號(hào)為0，也就是說(shuō)，二者不存在厚度梯度(即厚度的差異)，即該種檢測(cè)裝置檢測(cè)不出來(lái)待測(cè)膜100上存在的第一異物101。
[0056]如圖9所示，當(dāng)待測(cè)膜100在與第二方向平行的方向上存在第二異物102，如果移位寄存器中寄存的信號(hào)數(shù)量小于檢測(cè)單元中第二方向上的檢測(cè)電極的總個(gè)數(shù)，那么，輸入到延時(shí)差分放大電路的兩個(gè)輸入端的信號(hào)就是同行的檢測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)，二者是相同的，經(jīng)過(guò)延時(shí)差分放大電路輸出的信號(hào)為0，也就是說(shuō)，二者不存在厚度梯度(即厚度的差異)，即該種檢測(cè)裝置檢測(cè)不出來(lái)待測(cè)膜100上存在的第二異物102。
[0057]經(jīng)過(guò)延時(shí)差分放大電路處理的數(shù)字信號(hào)，由于是采用數(shù)字式的放大，原來(lái)數(shù)字信號(hào)中殘留的內(nèi)部噪音也會(huì)被進(jìn)行放大，這樣對(duì)檢測(cè)的精度也會(huì)產(chǎn)生影響，因此，如圖6所示，本申請(qǐng)優(yōu)選在延時(shí)差分放大電路05的輸出端后還設(shè)置第二補(bǔ)正電路06，以對(duì)數(shù)字放大后的信號(hào)進(jìn)行更精確的補(bǔ)正處理，從而可以得到精確的檢測(cè)信號(hào)。該補(bǔ)正電路的輸出端與上述信號(hào)接口電連接。第二補(bǔ)正電路的補(bǔ)正原理與第一補(bǔ)正電路的相同，只是使用的補(bǔ)正系數(shù)不同，第二補(bǔ)正電路的補(bǔ)正系數(shù)是在靜態(tài)狀態(tài)下采集到的在延時(shí)差分放大電路后級(jí)的噪音信號(hào)作為補(bǔ)正系數(shù)。
[0058]為了更加方便向公共電極上施加電壓，如圖1所示，本申請(qǐng)優(yōu)選上述公共單元還包括:信號(hào)輸入部13，該信號(hào)輸入部用于將電源的電信號(hào)輸入至上述公共電極11。
[0059]本申請(qǐng)的另一種實(shí)施例中，如圖1所示，上述公共單元I還包括:第一基板10，上述公共電極11設(shè)置在上述第一基板10的第一表面上，檢測(cè)單元2包括第二基板20，第二基板與上述公共單元I在上述第一方向上間隔設(shè)置，上述第一基板10的第一表面朝向上述第二基板20的第一表面，且如圖5所示，上述傳感器芯片21設(shè)置在上述第二基板20的第一表面上，上述信號(hào)處理單元23設(shè)置在上述第二基板20的第二表面上，且上述第一基板10的第一表面與上述第二基板20的第一表面均平行于上述第一平面。如圖1所示，信號(hào)輸入部13設(shè)置在第一基板10的與第一表面相對(duì)的第二表面上。
[0060]第一基板是公共單元其他結(jié)構(gòu)的載體，第二基板是檢測(cè)單元其它結(jié)構(gòu)的載體，并且第一基板與第二基板相對(duì)放置以方便構(gòu)成傳輸通道。為了便于待測(cè)膜在兩個(gè)極板間順利傳輸，根據(jù)待測(cè)膜品的尺寸的不同，兩個(gè)極板間的距離在Imm到1mm之間。但是二者的距離并不限于該范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體的情況，將二者的距離設(shè)置在合適的范圍內(nèi)。
[0061]第一基板與第二基板分別獨(dú)立地選自可以是玻璃基板、PCB基板、金屬板基板或陶瓷板基板。兩個(gè)基板的材料可以相同也可以不相同。
[0062]本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中第一基板為PCB基板，在PCB基板上設(shè)計(jì)好所需要的圖形，設(shè)置公共電極，并且通過(guò)電源向公共電極輸入電信號(hào)，使其攜帶電荷。并且該實(shí)施例中，第二基板也為PCB基板。
[0063]為了保護(hù)公共單元與檢測(cè)單元，如圖7所示，本申請(qǐng)優(yōu)選上述膜厚的檢測(cè)裝置還包括:第一框體14、第一保護(hù)基板12、第二框體24與第二保護(hù)基板22，其中，第一框體14具有第一容納空間，上述第一框體14罩設(shè)在上述第一基板10上且上述公共單元I位于上述第一容納空間內(nèi)；第一保護(hù)基板12與上述第一框體14連接，且用于保護(hù)各公共電極;第二框體24具有第二容納空間，上述第二框體24罩設(shè)在上述第二基板20上，且上述檢測(cè)單元2位于上述第二容納空間內(nèi)；第二保護(hù)基板22與上述第二框體24連接，且用于保護(hù)各檢測(cè)電極。
[0064]形成上述第一框體與第二框體的材料可以是塑料框架，通過(guò)注塑工藝制成，形成第一保護(hù)基板與第二保護(hù)基板的材料可以是玻璃板，也可以是陶瓷基極，二者的材料可以是相同的，也可以是不同的。
[0065]從以上的描述中，可以看出，本申請(qǐng)上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果:
[0066]該裝置中包括至少一個(gè)傳感器芯片，并且各芯片包括多個(gè)沿第二方向間隔設(shè)置的檢測(cè)電極，檢測(cè)電極的密度決定了檢測(cè)信號(hào)的分辨率，進(jìn)而決定了檢測(cè)精度，在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，可以根據(jù)需求，調(diào)整傳感器芯片上的檢測(cè)電極的數(shù)量，進(jìn)而調(diào)整檢測(cè)電極的密度，或調(diào)整傳感器芯片的數(shù)量，這樣能夠靈活調(diào)整膜厚的檢測(cè)裝置的精確度，使得該檢測(cè)裝置能夠獲得更高的檢測(cè)精度。
[0067]以上所述僅為本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本申請(qǐng)，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本申請(qǐng)可以有各種更改和變化。凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種膜厚的檢測(cè)裝置，包括公共單元與檢測(cè)單元，所述公共單元包括至少一個(gè)公共電極，其特征在于，所述檢測(cè)單元包括: 至少一個(gè)傳感器芯片，各所述傳感器芯片與所述公共單元在第一方向上相對(duì)且間隔設(shè)置，所述公共單元與各所述傳感器芯片之間的間隔構(gòu)成待測(cè)膜的傳輸通道，各所述傳感器芯片包括至少一行沿第二方向排列的多個(gè)檢測(cè)電極，所述第二方向與待測(cè)膜的移動(dòng)方向垂直，所述第一方向與第一平面垂直，所述第一平面與所述第二方向平行，各所述傳感器芯片用于感應(yīng)所述公共電極上的電信號(hào)并輸出；以及 信號(hào)處理單元，與各所述傳感器芯片電連接，對(duì)各所述傳感器芯片輸出的電信號(hào)進(jìn)行處理并輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜厚的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述傳感器芯片還包括控制電極，所述控制電極用于輸入控制所述傳感器芯片工作的控制信號(hào)和輸出所述傳感器芯片檢測(cè)得到的電信號(hào)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜厚的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述檢測(cè)單元包括多個(gè)沿所述第二方向間隔設(shè)置的所述傳感器芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的膜厚的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述信號(hào)處理單元包括: 信號(hào)處理電路，與各所述傳感器芯片電連接；以及 信號(hào)接口，與所述信號(hào)處理電路電連接，用于輸入控制信號(hào)與輸出所述信號(hào)處理電路處理后電信號(hào)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的膜厚的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述信號(hào)處理電路包括: 放大電路，一端與各所述傳感器芯片電連接，所述放大電路用于放大所述傳感器芯片輸出的電信號(hào)； 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，一端與所述放大電路的另一端電連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路用于將所述放大電路放大后的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)； 第一補(bǔ)正電路，包括輸入端，所述輸入端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的一端電連接，所述第一補(bǔ)正電路用于對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行校正并輸出；以及 控制電路，與所述放大電路的信號(hào)控制端、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)控制端、差分放大電路的信號(hào)控制端和所述第一補(bǔ)正電路的信號(hào)控制端電連接，另一端與所述信號(hào)接口電連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的膜厚的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述第一補(bǔ)正電路包括第一輸出端與第二輸出端，所述信號(hào)處理電路還包括: 寄存器，一端與所述第一輸出端電連接，所述寄存器用于儲(chǔ)存所述第一補(bǔ)正電路輸出的數(shù)字信號(hào)并輸出延時(shí)數(shù)字信號(hào)；以及 延時(shí)差分放大電路，包括第一輸入端、第二輸入端與信號(hào)控制端，所述第一輸入端與所述寄存器的另一端電連接，所述第二輸入端與所述第二輸出端電連接，所述信號(hào)控制端與所述控制電路電連接，所述差分放大電路用于放大校正后的數(shù)字信號(hào)與所述延時(shí)數(shù)字信號(hào)之間的差值并輸出。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的膜厚的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述寄存器為移位寄存器，且所述移位寄存器寄存的數(shù)字信號(hào)的個(gè)數(shù)不等于所述檢測(cè)單元在所述第二方向上設(shè)置的所述檢測(cè)電極的總個(gè)數(shù)的整數(shù)倍，且所述移位寄存器寄存的數(shù)字信號(hào)的個(gè)數(shù)大于所述檢測(cè)單元在第二方向上設(shè)置的所述檢測(cè)電極的總個(gè)數(shù)。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的膜厚的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述信號(hào)處理電路還包括: 第二補(bǔ)正電路，一端與所述延時(shí)差分放大電路的輸出端電連接，另一端與所述信號(hào)接口電連接。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜厚的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述公共單元還包括: 信號(hào)輸入部，用于將電源的電信號(hào)輸入至所述公共電極。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的膜厚的檢測(cè)裝置，其特征在于， 所述公共單元還包括: 第一基板，所述公共電極設(shè)置在所述第一基板的第一表面上； 所述檢測(cè)單元包括: 第二基板，與所述公共單元在所述第一方向上間隔設(shè)置，所述第一基板的第一表面朝向所述第二基板的第一表面，所述傳感器芯片設(shè)置在所述第二基板的第一表面上，所述信號(hào)處理單元設(shè)置在所述第二基板的第二表面上，且所述第一基板的第一表面與所述第二基板的第一表面均平行于所述第一平面。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的膜厚的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述膜厚的檢測(cè)裝置還包括: 第一框體，具有第一容納空間，所述第一框體罩設(shè)在所述第一基板上且所述公共單元位于所述第一容納空間內(nèi)； 第一保護(hù)基板，與所述第一框體連接，且用于保護(hù)各所述公共電極； 第二框體，具有第二容納空間，所述第二框體罩設(shè)在所述第二基板上且所述檢測(cè)單元位于所述第二容納空間內(nèi)；以及 第二保護(hù)基板，與所述第二框體連接，且用于保護(hù)各所述檢測(cè)電極。
【文檔編號(hào)】G01B7/06GK106091910SQ201610366988
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年5月26日
【發(fā)明人】戚務(wù)昌
【申請(qǐng)人】威海華菱光電股份有限公司