方 浩, 张志俭, 庄建军, 陈毅煌, 高 琴

(南京大学 电子科学与工程学院, 江苏 南京 210023)

电容法检测非金属管道内部堵塞研究

方 浩, 张志俭, 庄建军, 陈毅煌, 高 琴

(南京大学 电子科学与工程学院, 江苏 南京 210023)

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。

管道堵塞; 堵塞检测； 电容法； 介电常数

厨房下水道的倾倒物中含有大量油脂,加上排水管道的设计不合理、施工不规范[1],即使安装了厨房垃圾粉碎机,依然会因为油脂堵塞管道导致污水倒灌入户,下水道堵塞一直是困扰城市居民的一个重大隐患[2]。由于排水管道的不透明及安装位置不易观察,不能及时发现下水道堵塞以采取相应的应对措施。目前国内外对这种不透明物体内部情况的检测方法大都是采用的超声波检测法[3],但由于超声波探测功耗高、成本高,不适合大规模安装和长期检测[4]；同时长时间的大功率超声波发射会对周边住户居民的身体健康产生影响。因此本文研究了一种通过检测水管外壁间电容值的变化来判断下水管道是否堵塞的新方法[5],并为此设计了一种弧形贴合电容传感器结构和后续微小电容检测电路。……