墙骨探测装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种探测装置，尤其涉及一种墙骨探测装置。
【背景技术】
[0002]通常，用于探测隐藏在某表面之下的物体，例如墙体内部诸如木头、金属等其他材料的物体的探测装置被称作墙骨探测装置(stud sensor)。在建筑装修领域，墙骨探测装置是很有用的工具，其能探测到隐藏的物体，从而帮助使用者定位以进行后续的操作，例如拔除残留在墙体内的铁钉、在墙面上钻孔等。
[0003]目前通用的墙骨探测装置大多为基于电容的电子装置，这是因为大多隐藏在某表面之下的物体是具有与其周围物质不同的介电常数的，因此只要能探测这种介电常数的变化就能探测到隐藏的物体。一般地，墙骨探测装置具有一个用于接近被探测的表面的探测面，探测面上布置有一个或多个电容极板。使用时，将探测面接近被探测的表面(例如墙面)，并在该表面上移动，当墙骨探测装置探测到电容极板上的电容值的变化时，就能判断该处表面之下具有隐藏的物体。高级的墙骨探测装置还能确定隐藏的物体的边界、中心、材质等。
[0004]随着科技的发展，小体积、高集成度、快速的响应速度已成为各类电子装置的发展趋势，制作小体积、高集成度、快速的响应速度的墙骨探测装置是本领域技术人员的目标，并且小体积、高集成度、快速的响应速度的墙骨探测装置能更好地满足使用者的需求。
[0005]因此，本领域的技术人员致力于开发一种墙骨探测装置，其能实现小体积、高集成度和快速的响应速度。
【发明内容】
[0006]有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种墙骨探测装置，通过采用集成电路芯片，实现小体积、高集成度和快速的响应速度。
[0007]为实现上述目的，本发明提供了一种墙骨探测装置，用于探测隐藏在表面之下的物体，所述墙骨探测装置的探测面在所述表面上移动，其特征在于，
[0008]所述墙骨探测装置包括第一电容极板、第二电容极板、第一检测电路、第二检测电路和微控制单元；
[0009]所述第一电容极板和所述第二电容极板在所述探测面上；所述第一电容极板与所述表面构成第一电容器，所述第一电容器具有第一电容；所述第二电容极板与所述表面构成第二电容器，所述第二电容器具有第二电容；
[0010]所述第一检测电路耦接于所述第一电容极板，所述第一检测电路处理对应于所述第一电容的电压信号并输出第一电压信号；
[0011]所述第二检测电路耦接于所述第二电容极板，所述第二检测电路处理对应于所述第二电容的电压信号并输出第二电压信号；
[0012]所述第一检测电路的输出端与所述微控制单元的第一输入端相连，所述第二检测电路的输出端与所述微控制单元的第二输入端相连；所述微控制单元比较所述第一电压信号和所述第二电压信号，并根据所述比较的结果确定所述物体的位置。
[0013]进一步地，所述微控制单元为AD型微控制单元。
[0014]进一步地，所述第一电容极板和所述第二电容极板具有相同的结构参数和介电常数。
[0015]进一步地，在所述探测面上，所述第一电容极板和所述第二电容极板被并列地布置。
[0016]进一步地，所述第一检测电路和所述第二检测电路中的各个元件和各个所述元件间的连接皆相同。
[0017]进一步地，当所述第一电压信号和所述第二电压信号相同时，所述微控制单元确定所述物体的中心位置。
[0018]进一步地，所述第一检测电路包括第一振荡器，所述第二检测电路包括第二振荡器，所述第一振荡器的输入端连接到所述微控制单元的第一 PWM通道，所述第二振荡器的输入端连接到所述微控制单元的第二 PWM通道。
[0019]进一步地，所述第一振荡器和所述第二振荡器皆为RC振荡电路。
[0020]进一步地，所述第一振荡器的输出端连接在所述第一电容极板上，所述第二振荡器的输出端连接在所述第二电容极板上。
[0021]进一步地，所述第一检测电路包括第一触发器，所述第一振荡器的所述输出端连接到所述第一触发器的第一输入端；所述第二检测电路包括第二触发器，所述第二振荡器的所述输出端连接到所述第二触发器的第一输入端。
[0022]进一步地，所述第一触发器和所述第二触发器皆为⑶4093触发器。
[0023]进一步地，所述墙骨探测装置还包括电源模块，所述电源模块与所述微控制单元、所述第一检测电路和所述第二检测电路分别相连以供电。
[0024]进一步地，所述电源模块包括电源和稳压电源芯片，所述电源与所述稳压电源芯片的输入端相连，所述稳压电源芯片的输出端与所述微控制单元、所述第一检测电路和所述第二检测电路分别相连。
[0025]进一步地，所述电源模块具有指示灯。
[0026]进一步地，所述电源为电池组。
[0027]进一步地，所述墙骨探测装置还包括输出模块，所述输出模块的输入端连接到所述微控制单元的输出端。
[0028]进一步地，所述输出模块为显示屏。
[0029]进一步地，所述墙骨探测装置还包括输入模块，所述输入模块的输出端连接到所述微控制单元的第三输入端。
[0030]进一步地，所述输入模块为键盘。
[0031]在本发明的较佳实施方式中，提供了一种用于探测隐藏在表面之下的物体的墙骨探测装置，其探测面上并列地布置有结构参数和介电常数皆相同的第一电容极板和第二电容极板，第一、第二电容极板分别与被探测的表面(及其之下的物体)构成第一、第二电容器，第一、第二电容器具有第一、第二电容。该墙骨探测装置还包括微控制单元、第一检测电路、第二检测电路电源模块、输出模块和输入模块。第一、第二检测电路分别包括第一、第二振荡器，它们分别连接到第一、第二电容极板；第一、第二检测电路还包括多个⑶4093触发器；第一、第二检测电路分别将对应于第一、第二电容的电信号进行去噪、放大的处理后获得第一、第二电压信号；微控制单元对第一、第二电压信号进行比较，获得物体的位置信息并可在输出模块上显示该位置信息，输出模块是液晶显示屏；输入模块是键盘，用于供使用者向微控制单元输入指令；电源模块分别地为微控制单元、第一检测电路和第二检测电路供电。由此可见，本发明的墙骨探测装置通过使用微控制单元，大大提高了装置的集成度和响应速度；通过使用具有振荡器和CD4093触发器的第一、第二检测电路处理并获得的第一、第二电压信号，大大提高了装置的精确度和抗干扰能力；由此使本发明的墙骨探测装置具有小体积、高集成度、快速的响应速度、高精确度和良好的抗干扰性能。
[0032]以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
【附图说明】
[0033]图1是在一个较佳的实施例中，本发明的墙骨探测装置的模块结构图。
[0034]图2显示了在一个较佳的实施例中，本发明的墙骨探测装置的两个电容极板在探测面上的布置。
[0035]图3显示了在一个较佳的实施例中，本发明的墙骨探测装置的第一检测电路的电路结构。
[0036]图4显示了在一个较佳的实施例中，本发明的墙骨探测装置的第二检测电路的电路结构。
[0037]图5显示了在一个较佳的实施例中，本发明的墙骨探测装置的电源模块的电路结构。
【具体实施方式】
[0038]本发明的墙骨探测装置用于探测隐藏在表面之下的物体，其具有一个探测面20 (参见图2)，使用时将探测面20贴合或贴近被探测的表面并沿该表面移动。
[0039]如图1所示，在一个较佳的实施例中，本发明的墙骨探测装置包括微控制单元10、第一电容极板21、第二电容极板22、第一检测电路31、第二检测电路32和电源模块40。第一电容极板21和第二电容极板22具有相同的结构参数和介电常数，如图2所示，它们被并列地布置在探测面20上。在探测面20贴合或贴近被探测的表面时，第一电容极板21和第二电容极板22分别与被探测的表面（及其之下的物体）构成第一电容器和第二电容器，第一电容器具有第一电容，第二电容器具有第二电容。微控制单兀10为AD型微控制单兀。
[0040]如图3所示，第一检测电路31具有输入端IN1和输出端0UT1，其中输入端IN1与第一电容极板21相连，输出端0UT1与微控制单兀10的第一输入端相连。第一检测电路31包含第一振荡器51，第一振荡器51的输入端连接到微控制单元10的第一 PWM通道PWM1，第一振荡器51的输出端与第一电容极板21相连。第一检测电路31还包含第一触发器U21,第一触发器U21是⑶4093触发器，第一振荡器51的输出端接入第一触发器U21的第一输入端。
[0041]本实施例中，第一振荡器51由电阻R50、R51、R52以及电容器C21、C22构成，其中，电阻R50、R51和R52串联；电容器C21 —端连接在电阻R50和电阻R51之间，另一端接地；电容器C22 —端连接在电阻R51和电阻R52之间，另一端接地。较佳地，选用的电阻R50、R51和R52的阻值分别为1ΚΩ、1ΚΩ和820ΚΩ ;选用的电容器C21和C22的电容皆为104yF。第一振荡器51输出具有第一振荡频率的电压信号。
[0042]本实施例中，第一检测电路31还包括元件：触发器U22、触发器U23、触发器U24、放大器 U43、晶体管 Q5、电阻 R26、R53、R54、R27、R30、R55、R56、R31、R58、R57 和 R34、电容器C24、C23、C25、C26、C27、C28和C29以及二极管D3。这些元件的连接关系如图3所示，在此不赘述。较佳地，选用的各个元件的参数如下：
[0043]触发器U22、触发器U23和触发器U24皆为CD4093触发器；
[0044]放大器U43的型号为LM324 ；
[0045]二极管D3的型号为IN4148 ；
[0046]晶体管Q5为晶体管9014 ;
[0047]电阻 R26、R53、R54、R27、R30、R55、R56、R31、R58、R57 和 R34 的阻值分别为 120ΚΩ、33K Ω、10K Ω、47Κ Ω、10Κ Ω、10Κ Ω、470Κ Ω、100Κ Ω、470K Ω、150Κ Ω 和 1Κ Ω