针对下水管道堵塞的问题,设计了一种新型的弧形管道贴合电容传感器及其测量电路,并运用微小电容测量方法,实现了非金属管道内部堵塞检测。实验结果表明,由于空气和水之间的介电常数相差非常大,利用管壁间电容的变化来判断管内堵塞是可行的。该电容检测法具有较高的灵敏度、稳定性、便捷性以及良好的动态特性,为非金属管道内部堵塞判断及预警提供了一个方便、快速、有效的手段。 电容的大小与极板间介质的相对介电常数（εｒ）成正比。几种常见物质的相对介电常数见表１。表１各种常见物质的相对介电常数物质εｒ物质εｒ空气１花岗岩８乙醇２６玻璃４水８１碳７木头３食盐８由表１可知，空气的相对介电常数为１，而水的相对介电常数为８１，两者有显著的差别，管道是否有水的电容值会有较大差别。因此可以通过对比检测得到的管壁间的电容值的大小变化来判断水管内是否发生了污水堵塞［７］本文由公司网站滚圆机网站 转载中国知网整理! http://www.gunyuanjixie.com。管道内部堵塞研究-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港钢管滚圆机滚弧机２弧形贴合电容传感器结构图１为弧形管道贴合电容传感器模型。该传感器由２个相互绝缘正对的半圆形塑料固定板构成，塑料板内壁贴一层导电锡箔，２个塑料板的固定点为高频绝缘材料，正对的２个镀锡箔塑料板便构成电容传感器的２个极。为了减少板间的高频电容损耗，在导电锡箔表层涂上了高频绝缘材料［８］。图１电容传感器模型图电容传感器在使用时只需要根据实际水管的直径进行固定点的调整，使其能够紧密地贴合在水管的外壁，安装灵活且方便，能够在一定范围内适应不同直径大小的水管。３微小电容检测电路设计由于水管的表面积有限，传感器中电容极板的正对面积比较小，而且水管中无水时空气的相对介电常数很小，极板间的电容值非常小，因此需要设计一个微小电容测量电路来测量水管管壁间电容。目前常用的微小电容测量方法有：充／放电电容测量、ＡＣ电桥电容测量、交流锁相放大电容测量、基于Ｖ／Ｔ变换的电容测量、基于混沌理论的恒流式混沌测量、基于电荷放大原理的电容测量等［９］。考虑到实际应用中需要低功耗、长时间运行，同时要求电路简单、便于安装和后期维护，并且考虑实管道内部堵塞研究-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港钢管滚圆机滚弧机本文由公司网站滚圆机网站 转载中国知网整理! http://www.gunyuanjixie.com