導航:首頁 > 裝置知識 > 1一種液膜厚度測量裝置的設計

1一種液膜厚度測量裝置的設計

發布時間:2022-01-13 15:23:41

1. 急求用電容式感測器設計測量厚度的電路資料

典型的中端CPUI由幾個按鈕、開關和顯示屏組成。如果只是想擁有基本功能,CPUI僅需一個字母數字鍵盤、顯示屏,或許再加上一個電源開關就足夠了。但目前製造商設計的手機能夠瀏覽網頁、發送文本消息、拍攝照片、甚至存儲和播放背景音樂。在消費市場上,這些功能是吸引大多數消費者的關鍵因素。為支持這些功能,製造商需要增加CPUI的功能。對CPUI而言,功能的增加將產生兩種後果:要麼尺寸變大,要麼更加復雜。不幸的是,消費者同樣對更簡單、小巧的手機情有獨鍾。手機製造商如何才能解決消費者提出的這一難題呢?一種可能的辦法就是用電容式感測器來取代傳統的按鈕和開關。電容式感測器能很容易地替換時下CPUI最為常用的數字開關和線性滑塊。

電容式感測器的基本形式就是一對相鄰的極板。在這些相鄰的極板之間存在著固有電容,電容值與極板的厚度成正比,與極板之間的距離成反比。在理想情況下,這是感測器唯一可測到的電容。當把一個導體(比如手指)放在靠近兩塊極板的地方時,就會給固有電容增加一個並聯電容。此時,可測量的電容值便是固有電容值與手指至感測器的耦合電容值之和。當把手指放在電容式感測器之上,電容將增加。拿開手指後,電容將減小。智能地測量電容值的變化就可以確定手指是否存在。

圖1:典型弛張振盪器拓撲結構。

電容式感測器由普通電子線路印刷電路板(PCB)上兩個有一定間隔的相鄰銅焊盤或銅線組成。這是一個基本的電容式數字開關。同樣地,線性滑塊由PCB上電容式感測器的一個陣列構成。典型情況下,感測器的一塊銅極板接地,只留有一塊有源極板。實際上,邊緣電容會增加感測器的固有電容,通常總的典型值為10pF~30pF。典型的手指耦合電容值為1pF~2pF。實現電容式感測器的挑戰在於設計一個能夠測量3%的電容變化(由手指引起)的電路。

弛張振盪器是一種簡單而有效的電容測量電路。典型的弛張振盪器電路拓撲結構(圖1)包括4個元件:同步比較器、電流源、放電開關和電容式感測器。

一開始,放電開關處於開路狀態,電流源對電容式感測器進行線性充電。電容式感測器上的電壓斜線上升,直到超過比較器的閾值。比較器的輸出從低電平變換至高電平,使放電開關閉合。電容式感測器通過該低阻抗通道迅速向地放電。該過程將使比較器的輸出由高變低,然後重復循環。輸出頻率(fout)取決於充電電流和電容式感測器數值,關系式如下:

典型設計將振盪器頻率設定在20kHz至200kHz的范圍內,然後將該頻率饋入一個智能測量電路。通過測量頻率的變化,即可判定手指是否存在。有兩種廣為採用的測量弛張振盪器頻率的方法:一種是測量頻率,另一種是測量周期。

圖2:頻率測量的電路與波形。

頻率測量是指利用門控定時器,在一段固定時間內測量弛張振盪器的頻率(圖2)。通過讀取定時器來確定在固定時間中累積的計數值。這種方法適用於與振盪器周期相比,電容式感測器的放電時間可以忽略不計的低頻應用。

周期測量利用振盪器頻率作為脈寬調制器(PWM)的門控信號(圖3)。一個比弛張振盪器頻率更高的頻率被用來對定時器定時。定時器時鍾越快,測量電容的解析度越高。可採用傳統的555定時器或更加復雜的微控制器輕松實現這兩種方法。由於確定手指存在與否需要藉助智能軟體演算法,基於微控制器的解決方案似乎更加精巧。

PSoC混合信號陣列

賽普拉斯的PSoC混合信號陣列CY8C21x34和CY8C24794系列產品採用CapSense技術,具有一組獨特的硬體特性,它通過弛張振盪器拓撲結構實現具有成本效益、簡單的電容式感測設計。圖4給出了這種拓撲結構。這組特性包括:多倍精度定時器和計數器、自動連接放電開關的比較器、可編程電流源以及一個可使每個引腳都成為潛在電容式感測器的通用模擬多路復用器。和所有的PSoC一樣,實現特定應用所需的外設均通過內部寄存器來配置。PSoC Designer是為PSoC應用設計提供幫助的軟體工具,它包括專用用戶模塊和向導,以針對電容式感測設計配置內部寄存器。這一對功能強大的組合為工程師們提供了實現簡單的電容式數字開關(甚至更加復雜的電容式線性滑塊)所需的工具。除了內部寄存器配置之外,PSoC Designer還包括必要的軟體程序,用於確定數字開關上是否有手指觸摸或者確定手指在線性滑塊上的准確位置。為實現完整的電容式感測應用,這種智能是必需的。

周期測量的電路與波形(圖3)以及用於電容式感測的PSoC弛張振盪器拓撲結構(圖4)。

該軟體演算法提供兩個智能化功能。第一個功能是把從測量電路獲得的計數值轉換為手指檢測結果。數字開關和線性滑塊均需要這一功能。第二個功能是利用多感測器陣列的電容加權平均值計算手指在線性滑塊上的位置。雙單元滑塊有一個固有的單元最低有效位(LSB)。如果手指在滑塊之上,則它可以位於單元1和/或單元0之上。但是,從解析度來看,手指位置通常超過各個電容式感測器的物理間距,因此第二個功能還融合了一個插值演算法。插值處理將LSB從1單元減小至1/2單元、1/4單元或1/16單元。插值是實現平滑的電容式線性滑塊的關鍵。CapSense技術和智能軟體演算法的結合使PSoC成為了電容式感測應用領域的佼佼者。

電容式數字開關可輕而易舉地取代當今CPUI中的基本字母數字鍵盤和電源開關。這種替代方案具有雙重優點:CPUI的物理厚度和總成本均有所縮減。利用電容式感測,多種復雜和基本的CPUI功能可以被整合在一個電容式線性滑塊中。滑塊提供用於網頁瀏覽或地址簿遍歷的翻屏功能、音量控制、甚至亮度控制功能。實現所有這些功能所佔用的空間小於傳統CPUI所需的空間。

二維線性滑塊可將傳統的CPUI轉變成觸摸板(與普通攜帶型電腦所使用的觸摸板相似)。具有觸摸板CPUI的中端手機能夠提供諸如游標控制等更便於操作的功能。電容式觸摸板的另一個特點是能適應各種幾何形狀。當與如今許多中端手機的外形和功能融為一體時,觸摸板提供無縫的靈活性。

一個需要解決的問題是與周圍環境的隔離。如果允許手指直接接觸電容式感測器,或者受其它外界環境的危害,手機的使用壽命就會縮短。因此,必須利用絕緣材料將電容式感測器與周圍環境隔離開來。攜帶型電腦和媒體設備製造商常常採用聚脂膠帶或塑料膜提供必要的隔離。不幸的是,絕緣材料將降低手指與感測器之間的耦合電容。較低耦合電容意味著手指檢測靈敏度下降。常見的隔離材料厚度值為0.5mm,最大厚度接近2mm。如果超過該厚度,電容式感測器的靈敏度將低至無法到檢測手指的存在。

雖然採用絕緣層會造成總體靈敏度下降,但它卻為手機製造商提供了一條創新的途徑。製造商可以把二維感測器隱匿於各種色彩絢爛的塑料膜的後面。在這種塑料膜的表面絲印了可提供基本手機功能的字母數字圖案,再沿著塑料膜的周邊絲印一個滾動條,這樣就能夠實現高級功能。同樣的電容式觸摸板加上各種塑料膜便能實現多個CPUI功能。

電容式感測功能也可與其它的標准手機功能相結合以降低手機成本。採用CapSense技術的PSoC混合信號陣列就是為提供這種靈活性而設計。PSoC能夠驅動嵌入在手機顯示屏內的白光LED,甚至還可為內部的手機電池充電。以往一直由分離的微控制器來處理的功能如今已可被集成到單個PSoC中。

2. 測透明薄膜的厚度的測量方案

可以考慮用光譜共焦感測器ERT,直接就可以把透明膜厚度測出來

3. 為探究膜的透性,設計了如圖所示的實驗裝置

(1)根據題意,三種溶液的濃度高低順序為溶液丙>溶液甲>溶液乙,那麼溶液水勢高低順序為溶液乙>溶液甲>溶液丙.對於E、F、G三個小袋來說,半透膜外側溶液濃度都大於半透膜內側溶液濃度,三個小袋都會通過滲透作用向外散失水分,因此,e、f、g三支小玻璃管內的液面都會下降.再比較F、G兩個小袋,雖然二者內含溶液都是乙溶液,濃度大小相同,袋外溶液都是丙溶液,濃度也相同.但是,由於G小袋體積大於F小袋,所以在相同時間內G小袋向外散失水分更多一些,g玻管中液面下降更快,下降幅度比f玻管更大.因此,幾分鍾後,3支小玻璃管中的現象是液面都下降,下降程度g管>f管>e管.
(2)對比分析e、f小玻璃管中的現象,可知實驗的自變數是溶液濃度,分別為質量濃度為0.2g/mL、0.1g/mL的蔗糖溶液.
(3)該實驗說明了水分能通過半透膜從濃度低的一側向濃度高的一側擴散,濃度差越大擴散速度越快.
(4)若將兩組這樣的裝置,一組放於37℃的恆溫箱中,一組放於0℃的恆溫箱中,幾分鍾後觀察,由於溫度影響物質跨膜運輸的速率,所以兩裝置中e玻璃管中的液面都下降,但放於37℃恆溫箱中的較放於0℃恆溫箱中的下降程度大.
故答案為:
(1)液面都下降,下降程度g管>f管>e管
(2)溶液濃度
(3)水分能通過半透膜從濃度低的一側向濃度高的一側擴散,濃度差越大擴散速度越快
(4)兩裝置中e玻璃管的液面都下降,放於37℃恆溫箱中的較放於0℃恆溫箱中的下降程度大 溫度影響物質跨膜運輸的速率

4. 液膜厚度范圍

滯留液膜最重要的物理量是厚度,它與物體從液體中抽出的速度以及液體的物理、化學性質有關。當抽出速度不太大時,L.D.朗道及Β.Γ.列維奇曾導得如下計算公式:
式中δ0為滯留膜厚度;u為物體抽出速度;σ、ρ和μ分別為液體的表面張力、密度和粘度。
乳狀液膜實際上是一種「水-油-水」型或「油-水-油」型的雙重乳狀液高分散體系,它由膜相、內包相和連續相(外相)組成。膜相包括膜溶劑、表面活性劑和添加劑三種成分。膜相與內包相組成的乳狀液滴直徑為0.1~5mm,內包相微滴的直徑為0.001~0.1mm。通常內包相和連續相是互溶的。待分離物質由連續相經膜相向內包相傳遞。在傳質過程結束後,採用靜電凝聚等方法破乳。
支撐液膜是將液膜牢固地吸附在多孔支撐體的微孔之中,在膜的兩側是與膜互不相溶的料液相和反萃相。待分離的組分自料液相經多孔支撐體中的膜相向反萃相傳遞。
以薄層存在的液體。有多種不同的液膜:①沿固體壁面流動著的液膜。這種液膜與互相接觸的氣體或另一種與其不相溶的液體構成膜式兩相流,出現在一些化工設備中,如垂直膜式冷凝器、膜式蒸發器、填充塔和膜式氣液反應器等。②固體從能使其潤濕的液體中取出時,表面上附著的液膜,稱為滯留液膜。若繼之以乾燥或冷凍,可將此液膜固定下來。工程上常用此法形成表面塗層,如製造感光膠片常用此法。在貯槽中,當液體流完後,壁上也附有滯留液膜。③在液膜分離操作中,用以分隔兩個液相的液膜,此液膜是對溶質具有選擇性透過能力的液體薄層。④氣液兩相相際傳質系統中,假設存在於液相中界面附近的具有傳遞阻力的液膜。在這些液膜中,沿壁面下降的液膜和滯留液膜在生產中有較廣的應用。

5. 怎樣測量液膜的厚度

用千分尺能測,也叫「螺旋測千分尺」。高中物理課有這個操作實驗的。去學校借一個。

6. 採用液膜法進行紅外光譜定量,應注意哪些問題

液膜法的液膜厚度,兩次測試不易完全一模一樣的,定量就產生大誤差。
應該採取以某物質為相對標准,和測試樣品混合溶解在一個共同的溶劑,這個內標物質應該是:不與測試物發生化學反應;能夠共同溶解在同一個溶劑;在空氣中穩定、能夠准確稱重;該共同溶劑在測試中穩定、不易揮發;最重要的還有內標物和測試物質的IR譜圖各自具有能夠作為分子結構中各自某官能團的特徵振動峰、且能夠選取到各自的特徵定量分析峰峰強、峰位互不覆蓋、峰強互不幹擾!
測試:定量稱重測試物質和內標物,溶解在同一個溶劑中,使用液膜法取樣,放置紅外光譜儀測試IR譜圖;解析、根據內標物質量和樣品質量、摩爾分數、IR所選定量分析峰的強度等進行計算,得出定量結果。

7. pvd鍍膜的厚度的測量方法有哪些具體設備

1.台階儀
2.透射光譜法----分光光度計
3.橢篇儀
4.XRD小角衍射
5.AFM三維形貌
6.質量法----超微量天平

8. 鋰電池用隔離膜厚度測量設備的原理和應用是什麼

進行鋰電池用隔離膜厚度測量時,使用X射線面密度儀的話,可測量薄膜的面密度、厚度一致性。通過自主研製,深圳大成精密研製的X射線面密度儀,可以精準測量得出鋰電池正極塗布、鋰電池隔離膜塗布、造紙的面密度或厚度。這家品牌產品質量可靠,公司還會根據客戶的需求設計方案的內容。

9. 塑料薄膜厚度如何測量用什麼儀器好

對塗層厚度的檢測將有利於有效控制薄膜各層的厚度均勻性,但對於多層薄膜若想精確測量每一塗層的厚度,在相應的厚度檢測設備上就需要有非常大的投資,並隨著薄膜層數的增長而加大,給企業帶來較大的經濟負擔。比較經濟的方式是對部分價格昂貴的塗層材料進行塗層厚度的檢測,同時加強對薄膜整體厚度的測試以達到有效控制其他各層材料厚度均勻性的作用。
對於薄膜厚度測量,深圳大成精密一直持續加大研發投入和不斷致力於技術創新。大成精密光學干涉測厚儀專為透明薄膜開發的光學干涉測厚儀能夠良好地實現單層或多層透明薄膜的厚度測量。精度極其高,應用甚廣,尤其適合厚度要求達到納米級的透明多層物體的厚度測量。

10. 鋰電池用隔離膜厚度測量儀的工作原理是什麼

大家清楚,進行鋰電池用隔離膜厚度測量的時候,使用X射線面密度儀可測量出隔離膜面密度、厚度一致性。這種儀器利用X射線穿透物質時的吸收、反散射效應,實現無損非接觸式測量薄膜類材料的面密度。深圳大成精密公司潛心研製出專業的面密度測量儀(X/β射線面密度儀等)、測厚儀(紅外測厚儀等),產品質量十分可靠。

閱讀全文

與1一種液膜厚度測量裝置的設計相關的資料

熱點內容
電動機一起的傳動裝置 瀏覽:25
浙江餘姚五金市場 瀏覽:628
電氣機械設備包含哪些 瀏覽:955
利昌源五金製品廠公司電話 瀏覽:735
馬桶閥門怎麼拆下來 瀏覽:833
液氨儲罐閥門有什麼要求 瀏覽:567
物質溶解實驗裝置圖 瀏覽:671
電動閥門鎖死怎麼辦 瀏覽:567
沸騰實驗所用裝置簡圖 瀏覽:32
skf軸承更換怎麼取 瀏覽:969
坦克電動工具公司 瀏覽:478
玫德鑄造公司孝直分廠怎麼樣 瀏覽:604
閥門目錄是什麼意思 瀏覽:622
鑽車自動防噴孔裝置 瀏覽:475
如何將機械硬碟變移動硬碟 瀏覽:771
湖南薄壁軸承怎麼選 瀏覽:703
武義第29屆電動工具展會 瀏覽:770
培林中軸軸承怎麼拆 瀏覽:753
為什麼現在不能直接製冷 瀏覽:420
怎麼更改設備驅動 瀏覽:925