用于確定物體的電導(dǎo)的系統(tǒng)、控制器和方法
【專利摘要】一種用于確定物體的電導(dǎo)的系統(tǒng)包括傳感器，傳感器被配置為當(dāng)接收到激勵信號時發(fā)射電磁場，其中，當(dāng)物體位于電磁場內(nèi)時電磁場與物體相互作用。信號處理電路耦合至傳感器并且被配置為向傳感器提供可調(diào)整電容以調(diào)整流經(jīng)傳感器的電流的相位角，生成表示傳感器兩端的電壓的電壓測量值，以及生成表示流經(jīng)傳感器的電流的電流測量值。控制器耦合至信號處理電路并且被配置為基于電壓測量值和電流測量值來計算傳感器的導(dǎo)納，以及基于所計算出的傳感器的導(dǎo)納來確定物體的電導(dǎo)。
【專利說明】用于確定物體的電導(dǎo)的系統(tǒng)、控制器和方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求在2011年12月8日提交的美國臨時專利申請N0.61/568，224的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用包含于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明的領(lǐng)域總體上涉及監(jiān)測系統(tǒng)并且更具體地涉及用于確定物體或材料的電導(dǎo)的系統(tǒng)、控制器和方法。
【背景技術(shù)】
[0004]一些已知的測量系統(tǒng)通過將電極與樣本接觸來測量感興趣樣本的電導(dǎo)率。將電壓施加至電極并且測量所產(chǎn)生的電流。之后根據(jù)所測量的電流計算電導(dǎo)率。在一些情況下，將許多電極附接至樣本以使得可以進(jìn)行一種類型的成像，假定電導(dǎo)率在整個樣本中在空間上變化。對于地質(zhì)樣本和人體組織樣本而言是后一種情況。
[0005]一種替代是經(jīng)由電感耦合至外部線圈在樣本內(nèi)生成渦電流。渦電流與材料的局部電導(dǎo)率成正比并且可以以多種方式檢測。例如，當(dāng)線圈放置在樣本附近時，可以測量線圈中耗費(fèi)的電能的量。
[0006]渦電流通常使用在諧振狀態(tài)下振蕩的探針或傳感器生成。鎖相環(huán)(PLL)電路可以被包括在探針中以自動調(diào)節(jié)探針從而使得探針保持在諧振狀態(tài)。另外，這種探針可能需要附加組件來保持諧振狀態(tài)或檢測耗費(fèi)能量，諸如峰值檢測器和/或可變電阻器。PLL電路和附加組件可能不期望地增加探針的大小和成本。
[0007]由此，需要以節(jié)省成本、準(zhǔn)確且高效的方式非侵入地確定物體的電導(dǎo)的系統(tǒng)和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在一個方面，一種用于確定物體的電導(dǎo)的系統(tǒng)一般包括傳感器，傳感器被配置為當(dāng)接收到激勵信號時發(fā)射電磁場，其中，當(dāng)物體位于電磁場內(nèi)時電磁場與物體相互作用。信號處理電路耦合至傳感器并且被配置為向傳感器提供可調(diào)整電容以調(diào)整流經(jīng)傳感器的電流的相位角，生成表示傳感器兩端的電壓的電壓測量值，以及生成表示流經(jīng)傳感器的電流的電流測量值。控制器耦合至信號處理電路并且被配置為基于電壓測量值和電流測量值來計算傳感器的導(dǎo)納，以及基于所計算出的傳感器的導(dǎo)納來確定物體的電導(dǎo)。
[0009]在另一方面，一種確定物體的電導(dǎo)的方法一般包括朝向物體發(fā)射電磁場以使得電磁場與物體相互作用。使用耦合至傳感器的可調(diào)整電容元件來調(diào)整流經(jīng)傳感器的電流的相位角。生成表示傳感器兩端的電壓的電壓測量值以及表示流經(jīng)傳感器的電流的電流測量值。基于電壓測量值和電流測量值來計算傳感器的導(dǎo)納，以及基于所計算出的傳感器的導(dǎo)納來確定物體的電導(dǎo)。
[0010]在又一方面，一種用于確定物體的電導(dǎo)的控制器一般包括處理器以及耦合至處理器的存儲裝置。存儲裝置被配置為存儲多個程序模塊，包括相位角計算模塊，其由處理器執(zhí)行以接收表示流經(jīng)傳感器的電流的電流測量值以及計算流經(jīng)傳感器的電流的相位角。程序模塊還包括阻抗計算模塊，其由處理器執(zhí)行以接收電流測量值，接收表示傳感器兩端的電壓的電壓測量值，以及基于電流測量值和電壓測量值來計算傳感器的阻抗。程序模塊還包括:導(dǎo)納計算模塊，其由處理器執(zhí)行以基于所計算出的相位角和所計算出的阻抗來計算傳感器的導(dǎo)納；以及電導(dǎo)計算模塊，其由處理器執(zhí)行以基于所計算出的傳感器的導(dǎo)納來確定物體的電導(dǎo)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是可以用于確定物體的電導(dǎo)的監(jiān)測系統(tǒng)的一個實施例的框圖。
[0012]圖2A是適于與圖1的監(jiān)測系統(tǒng)一起使用的傳感器的頂視圖。
[0013]圖2B是表示圖2A的傳感器的電特性的電路的示意圖。
[0014]圖3是圖1所示的監(jiān)測系統(tǒng)的框圖。
[0015]圖4是適于與圖3所示的監(jiān)測系統(tǒng)一起使用的信號處理電路的模擬部分的示意圖。
[0016]圖5是可以由監(jiān)測系統(tǒng)生成和使用的校準(zhǔn)曲線的圖。
[0017]圖6是示出使用監(jiān)測系統(tǒng)來確定物體的電導(dǎo)的方法的流程圖。
[0018]圖7是由監(jiān)測系統(tǒng)所測量的物體的導(dǎo)納的圖。
[0019]在全部附圖中，相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的部件。
【具體實施方式】
[0020]圖1是監(jiān)測系統(tǒng)的一個適當(dāng)實施例的框圖，該監(jiān)測系統(tǒng)總地由100表示，可以用于確定或監(jiān)測物體102的電導(dǎo)。在一個適當(dāng)實施例中，監(jiān)測系統(tǒng)100用于非侵入地確定和/或監(jiān)測人體上的一個或多個部位的電導(dǎo)(或電導(dǎo)率)，以在確定個體的狀況或診斷個體的疾病(例如血管疾病)時使用。
[0021]監(jiān)測系統(tǒng)100包括耦合至信號處理電路106的傳感器104、以及耦合至信號處理電路的控制器108。在一個適當(dāng)實施例中，監(jiān)測系統(tǒng)100可以被封裝在外殼110內(nèi)以保護(hù)系統(tǒng)的組件。外殼Iio可以緊密靠近物體102定位以使得在傳感器104和物體102之間限定間隙 112。
[0022]在操作期間，信號處理電路106生成固定頻率的激勵信號，并將激勵信號發(fā)送至傳感器104。激勵信號使得傳感器104發(fā)射電磁場，其總地由114表示。當(dāng)傳感器104與物體102緊密靠近地放置時，場114橫跨間隙112并且與物體相互作用，使得渦電流在物體內(nèi)形成。當(dāng)傳感器靠近正在測試或監(jiān)測的物體時，由于傳感器兩端產(chǎn)生的寄生電容，場114和物體102的相互作用通常使得從傳感器104接收到的信號(例如流經(jīng)傳感器的電流)的相位角偏移。具體地，經(jīng)過傳感器104的電流和傳感器兩端的電壓不能同時達(dá)到它們各自的最大值。因此，相位角是指流經(jīng)傳感器104的電流達(dá)到最大值的時間和傳感器兩端的電壓達(dá)到最大值的時間之間的差。零相位角表示傳感器104的諧振狀況。
[0023]另外，從傳感器104接收到的信號可以被衰減，使得信號的振幅與激勵信號的振幅相比降低。信號的衰減使得有效阻抗被感應(yīng)至傳感器104。如這里更全面描述的，信號處理電路106測量從傳感器104接收到的信號的電流和電壓，并且將測量到的電流和電壓發(fā)送至控制器108。
[0024]控制器108檢測從傳感器104接收到的信號的相位角并且基于從信號處理電路106接收到的電壓和電流的測量值來檢測傳感器的阻抗。另外，控制器108計算傳感器104的導(dǎo)納并且使用計算出的導(dǎo)納來確定物體102的電導(dǎo)。物體102的電導(dǎo)可以用于確定物體的一個或多個特性或狀況。
[0025]圖2A和2B示出適于與圖1所示的監(jiān)測系統(tǒng)100 —起使用的傳感器104。更具體地，圖2A是傳感器104的頂視圖，以及圖2B是表示傳感器的電特性的電路200的示意圖。
[0026]如圖2A所示，傳感器104包括具有基本平坦的表面204的傳感器主體206?；韭菪蔚膶?dǎo)體202(或“線圈”)耦合至傳感器主體206的基本平坦的表面204。在一個適當(dāng)實施例中，傳感器主體206是印刷電路板(PCB)。例如，傳感器主體206可以是雙層PCB，其包括位于第一層內(nèi)的導(dǎo)體202和以螺旋形配置、相對于導(dǎo)體202交錯或交叉并位于第二層內(nèi)的附加導(dǎo)體(未示出)。在其他實施例中，傳感器主體206可以是使得導(dǎo)體202耦合至其上的其他基底。
[0027]如圖2B所示，導(dǎo)體202被表示為與第一電阻元件210(RS)串聯(lián)耦合的電感器208 (L)。導(dǎo)體202和第一電阻元件210與第二電阻元件212 (Rp)和電容元件214并聯(lián)地耦
八
口 ο
[0028]在一個適當(dāng)實施例中，第一電阻元件210表示由于與物體102相互作用的渦電流而增加或感應(yīng)至傳感器104中的有效電阻。第二電阻元件212是耦合至傳感器104以根據(jù)需要減小傳感器104的“Q”因數(shù)的電阻器。應(yīng)該意識到，盡管第二電阻元件212可以被選擇具有任何合適的電阻，但第二電阻元件具有比第一電阻元件210的電阻高得多的電阻。例如，第二電阻元件212可以具有比第一電阻元件210的電阻高約1000倍、10000倍或甚至更高的電阻。
[0029]電容元件214耦合至傳感器104以調(diào)整從傳感器接收到的信號和/或流經(jīng)傳感器的電流的相位角。在一個適當(dāng)實施例中，電容元件214是可調(diào)整電容器(也已知為“微調(diào)電容器”)，其能夠使用戶或諸如控制器108的裝置調(diào)整電容元件214的電容。應(yīng)該理解，電容元件214可以被表示為并聯(lián)地耦合在一起的多個電容組件。例如，第一電容組件216表示歸因于導(dǎo)體202的電容量，第二電容組件218表示由于導(dǎo)體202和靠近導(dǎo)體202定位的物體102的相互作用而在導(dǎo)體202兩端并聯(lián)的電容，以及第三電容組件220表示上述能夠使用戶或控制器108調(diào)整電容元件214的電容的可調(diào)整電容。
[0030]在一個適當(dāng)實施例中，監(jiān)測系統(tǒng)100測量導(dǎo)體202兩端的并聯(lián)電容(即，由第二電容組件218表示的電容)。用戶或控制器108在電容元件214的整個電容范圍內(nèi)調(diào)整或“掃描”電容元件214(即，第三電容組件220)的值，同時測量在每個電容值處從傳感器104接收到的信號的相位角(或如下所述的校正后的相位角)。電容元件214的調(diào)整(也稱為“電容掃描”)第一次在物體在導(dǎo)體202附近(即，在由導(dǎo)體生成的電磁場114內(nèi))的情況下進(jìn)行并且第二次在物體不在導(dǎo)體附近(即，不在由導(dǎo)體生成的電磁場內(nèi))的情況下進(jìn)行。控制器108比較兩次電容掃描期間產(chǎn)生諧振(例如基本為零的相位角)所需的電容值以確定電容之間的差。當(dāng)物體不在導(dǎo)體202附近時產(chǎn)生諧振所需的電容的量大于物體在導(dǎo)體附近時所需的電容的量。電容值的差是由導(dǎo)體202和物體102之間的相互作用產(chǎn)生的電容的量，并且還與物體的物理狀況或狀態(tài)有關(guān)。
[0031]圖3是圖1所示的監(jiān)測系統(tǒng)100的總地由300表示的簡化框圖。圖4示意性示出監(jiān)測系統(tǒng)100的一個示例性信號處理電路400的模擬部分。
[0032]如圖3所示，傳感器104耦合至電容元件214和信號源302。在一個適當(dāng)實施例中，電容元件214和信號源302位于信號處理電路106內(nèi)?？商娲?，電容元件214和/或信號源302可以位于傳感器104內(nèi)或傳感器和信號處理電路106 二者的外部。
[0033]信號處理電路106包括電流檢測電路304和電壓檢測電路306。電流檢測電路304檢測或測量流經(jīng)傳感器104或從傳感器104輸出的電流。在一個適當(dāng)實施例中，電流檢測電路304生成具有與所測量的流經(jīng)傳感器104的電流成正比的電壓的輸出信號(以下稱為“電流測量信號”)。電壓檢測電路306檢測或測量傳感器104兩端的電壓或從傳感器輸出的電壓。在適當(dāng)實施例中，電壓檢測電路306生成具有與所測量的傳感器104兩端的電壓成正比的電壓的輸出信號(以下稱為“電壓測量信號”)。電流測量信號和電壓測量信號被發(fā)送至控制器108。
[0034]控制器108包括處理器308和可操作地連接至處理器的存儲裝置310。處理器308包括任何合適的可編程電路，其包括:一個或多個系統(tǒng)和微控制器、微處理器、精簡指令集電路(RISC)、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯電路(PLC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、以及能夠執(zhí)行這里所述的功能的任何其他電路。上述示例僅是示例性的，并且由此不以任何方式限制術(shù)語“處理器”的意思。在適當(dāng)實施例中，處理器308可操作地耦合至電容元件214以控制或調(diào)整電容元件的電容。
[0035]存儲裝置310包括計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，諸如但非限制地，隨機(jī)存取存儲器(RAM)、閃速存儲器、硬盤驅(qū)動器、固態(tài)驅(qū)動器、磁盤、閃速驅(qū)動器、壓縮光盤、數(shù)字視頻光盤、和/或任何合適的存儲器。在適當(dāng)實施例中，存儲裝置310包括由處理器308可執(zhí)行的數(shù)據(jù)和/或指令，以使得處理器308通過指令編程從而使處理器308能夠執(zhí)行此處描述的功倉泛。
[0036]另外，存儲裝置310包括由處理器308執(zhí)行的多個計算機(jī)可執(zhí)行程序模塊。程序模塊包括相位檢測模塊312、阻抗檢測模塊314，導(dǎo)納計算模塊316、和電導(dǎo)計算模塊318?？商鎿Q地，程序模塊中的一個或多個，諸如相位檢測模塊312，可以通過與處理器308分離的電路或裝置實現(xiàn)。
[0037]在適當(dāng)實施例中，相位檢測模塊312基于從信號處理電路106接收到的電流測量信號和電壓測量信號來檢測傳感器104的(例如流經(jīng)傳感器的電流的)相位角。具體地，相位檢測模塊312檢測電流測量信號和電壓測量信號之間的相位偏移或相位角，并生成表示所檢測到的電壓測量信號和電流測量信號之間的相位偏移或相位角的信號或值(以下稱為“傳感器相位角”)。在一個適當(dāng)實施例中，如這里更全面描述的，處理器308計算相位角校正值來用于調(diào)整傳感器相位角。
[0038]阻抗檢測模塊314檢測傳感器104的有效阻抗(例如圖2B中所示的有效傳感器電路200的阻抗)。具體地，阻抗檢測模塊314將由電壓測量信號所表示的、在傳感器104兩端測量到的均方根(RMS)電壓(以下稱為“傳感器電壓”)除以由電流測量信號所表示的、流經(jīng)傳感器的RMS電流(以下稱為“傳感器電流”)，以獲得傳感器的有效阻抗(以下稱為“傳感器阻抗”)。在一些實施例中，傳感器電壓和傳感器電流可以基于從傳感器104兩端的電壓和流經(jīng)傳感器的電流的波形獲得的瞬時電壓和電流值。
[0039]導(dǎo)納計算模塊316基于傳感器相位角(以相位角校正值調(diào)整)和傳感器阻抗來計算傳感器104的導(dǎo)納。例如，如這里更全面描述的，導(dǎo)納計算模塊316通過將傳感器相位角(以相位角校正值調(diào)整)的余弦除以傳感器阻抗來計算傳感器的導(dǎo)納。
[0040]電導(dǎo)計算模塊318基于所計算出的傳感器104的導(dǎo)納來確定或計算物體102的電導(dǎo)。例如，在適當(dāng)實施例中，電導(dǎo)計算模塊318通過參考校準(zhǔn)曲線來確定物體102的電導(dǎo)，如這里更全面描述的，以確定與所計算出的傳感器104的導(dǎo)納值相對應(yīng)的電導(dǎo)值。物體102的電導(dǎo)、傳感器104的導(dǎo)納和/或由控制器108確定或計算的任何其他值可以被輸出至例如顯示 器或存儲裝置。
[0041]如圖4所示，信號源302與以上參考圖2B所述的第二電阻元件212、電容元件214和傳感器電路200 (包括電感器208和第一電阻元件210)并聯(lián)地耦合。信號源302還與電流感測電阻器402串聯(lián)地耦合以用于檢測流經(jīng)傳感器104的電流(即上述傳感器電流)。信號源302是將AC激勵信號提供至傳感器104的交流(AC)源。在一個適當(dāng)實施例中，信號源302是或包括以預(yù)定頻率(諸如以約12兆赫茲(MHz)或以任何其他適當(dāng)頻率)振蕩的科耳皮茲(Colpitts)晶體振蕩器。
[0042]在適當(dāng)實施例中，電流檢測電路304耦合在電流感測電阻器402兩端以測量電流感測電阻器兩端的電壓降。在一個適當(dāng)實施例中，電流檢測電路304包括一對放大器，諸如一對運(yùn)算放大器(op-amp)。電流檢測電路304生成具有與流經(jīng)傳感器104的電流成正比的電壓的信號處理電路400的第一輸出404( 即，電流測量信號)。
[0043]在適當(dāng)實施例中，電壓檢測電路306耦合在第二電阻元件212兩端以測量第二電阻元件212兩端的電壓降，以及由此傳感器104兩端的電壓降。在一個適當(dāng)實施例中，電壓檢測電路306包括一對放大器，諸如一對運(yùn)算放大器。電壓檢測電路306生成具有與傳感器104兩端的電壓成正比的電壓的信號處理電路400的第二輸出406(即，電流測量信號)。
[0044]在操作期間，信號處理電路400用于通過計算傳感器104的導(dǎo)納來便于確定物體102的電導(dǎo)。具體地，傳感器104的導(dǎo)納(Y)是:
[0045]Y = G+jB等式 I
[0046]其中，G是導(dǎo)納Y的實數(shù)部分，以及B是導(dǎo)納Y的虛數(shù)部分(電納)。在適當(dāng)實施例中，這里僅使用導(dǎo)納的實數(shù)部分G，而導(dǎo)納的虛數(shù)部分B被忽略。因此，如這里所使用的，術(shù)語“導(dǎo)納”指導(dǎo)納Y的實數(shù)部分G，除非另有說明。
[0047]傳感器104的導(dǎo)納G通過從以下等式計算G來獲得:
【權(quán)利要求】
1.一種用于確定物體的電導(dǎo)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 傳感器，被配置為當(dāng)接收到激勵信號時發(fā)射電磁場，其中，當(dāng)所述物體位于所述電磁場內(nèi)時，所述電磁場與所述物體相互作用； 信號處理電路，耦合至所述傳感器并且被配置為: 向所述傳感器提供可調(diào)整電容以調(diào)整流經(jīng)所述傳感器的電流的相位角； 生成表示所述傳感器兩端的電壓的電壓測量值；以及 生成表示流經(jīng)所述傳感器的電流的電流測量值；以及 控制器，耦合至所述信號處理電路，所述控制器被配置為: 基于所述電壓測量值和所述電流測量值來計算所述傳感器的導(dǎo)納；以及 基于所計算出的所述傳感器的導(dǎo)納來確定所述物體的電導(dǎo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器還包括存儲裝置，所述控制器被配置為將表示校準(zhǔn)曲線的數(shù)據(jù)存儲在所述存儲裝置內(nèi)，其中所述校準(zhǔn)曲線包括所述傳感器的先前導(dǎo)納值和多個已知材料的電導(dǎo)值的相關(guān)性。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器通過使用所述校準(zhǔn)曲線將所計算出的所述傳感器的導(dǎo)納與電導(dǎo)值相關(guān)聯(lián)來確定所述物體的電導(dǎo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器被配置為通過計算所述傳感器的導(dǎo)納的實數(shù)部分并忽略所述傳感器的導(dǎo)納的虛數(shù)部分來計算所述傳感器的導(dǎo)納。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器被配置為基于所生成的所述電壓測量值和所述電流測量值來確定流經(jīng)所述傳感器的電流的相位角和所述傳感器的阻抗。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器被配置為計算關(guān)于流經(jīng)所述傳感器的電流的相位角的相位角校正值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器被配置為調(diào)整所述電容以使得所述相位角減去所述相位角校正值在預(yù)定義的相位角窗口內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器進(jìn)一步被配置為確定由于與所述物體的相互作用而在所述傳感器兩端并聯(lián)的電容。
9.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器被配置為通過以下方式來確定所述電容: 當(dāng)所述物體不位于所述電磁場內(nèi)時，將所述可調(diào)整電容調(diào)整至第一值以使得所述傳感器處于諧振狀態(tài)； 當(dāng)所述物體位于所述電磁場內(nèi)時，將所述可調(diào)整電容調(diào)整至第二值以使得所述傳感器處于諧振狀態(tài)；以及 將在所述傳感器兩端并聯(lián)的電容確定為所述第一值和所述第二值之間的差。
10.一種確定物體的電導(dǎo)的方法，包括: 朝向物體發(fā)射電磁場以使得所述電磁場與所述物體相互作用； 使用耦合至傳感器的可調(diào)整電容元件來調(diào)整流經(jīng)所述傳感器的電流的相位角； 生成表示所述傳感器兩端的電壓的電壓測量值； 生成表示流經(jīng)所述傳感器的電流的電流測量值； 基于所述電壓測量值和所述電流測量值來計算所述傳感器的導(dǎo)納；以及 基于所計算出的所述傳感器的導(dǎo)納來確定所述物體的電導(dǎo)。
11.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括將表示校準(zhǔn)曲線的數(shù)據(jù)存儲在存儲裝置內(nèi)，其中所述校準(zhǔn)曲線包括所述傳感器的先前導(dǎo)納值和多個已知材料的電導(dǎo)值的相關(guān)性。
12.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括通過使用所述校準(zhǔn)曲線將所計算出的所述傳感器的導(dǎo)納與電導(dǎo)值相關(guān)聯(lián)來確定所述物體的電導(dǎo)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括通過計算所述傳感器的導(dǎo)納的實數(shù)部分并忽略所述傳感器的導(dǎo)納的虛數(shù)部分來計算所述傳感器的導(dǎo)納。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括基于所生成的所述電壓測量值和所述電流測量值來確定流經(jīng)所述傳感器的電流的相位角和所述傳感器的阻抗。
15.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括計算關(guān)于流經(jīng)所述傳感器的電流的相位角的相位角校正值。
16.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括調(diào)整所述電容元件以使得所述相位角減去所述相位角校正值在預(yù)定義的相位角窗口內(nèi)。
17.一種用于確定物體的電導(dǎo)的控制器，所述控制器包括: 處理器；以及 存儲裝置，耦合至所述處理器并且被配置為存儲多個程序模塊，包括: 相位角計算模塊，由所述處理器執(zhí)行以: 接收表示流經(jīng)傳感器的電流的電流測量值； 接收表示所述傳感器兩端的電壓的電壓測量值；以及 基于所述電流測量值和所述電壓測量值來計算流經(jīng)所述傳感器的電流的相位角； 阻抗計算模塊，由所述處理器執(zhí)行以: 接收所述電流測量值； 接收所述電壓測量值；以及 基于所述電流測量值和所述電壓測量值來計算所述傳感器的阻抗； 導(dǎo)納計算模塊，由所述處理器執(zhí)行以基于所計算出的相位角和所計算出的阻抗來計算所述傳感器的導(dǎo)納；以及 電導(dǎo)計算模塊，由所述處理器執(zhí)行以基于所計算出的所述傳感器的導(dǎo)納來確定所述物體的電導(dǎo)。
18.根據(jù)權(quán)利要求19所述的控制器，其中，所述處理器被配置為計算關(guān)于流經(jīng)所述傳感器的電流的相位角的相位角校正值。
19.根據(jù)權(quán)利要求20所述的控制器，其中，所述導(dǎo)納計算模塊由所述處理器執(zhí)行以: 從所述相位角減去所述相位角校正值來獲得調(diào)整后的相位角值；以及 基于所述傳感器的阻抗和調(diào)整后的相位角值來計算所述傳感器的導(dǎo)納。
20.根據(jù)權(quán)利要求21所述的控制器，其中，所述控制器被配置為當(dāng)所述傳感器不處于諧振狀態(tài)時確定所述物體的電導(dǎo)。
【文檔編號】G01R27/26GK103975248SQ201280059957
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月8日
【發(fā)明者】J·R·費(fèi)爾德坎普 申請人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司