基于准静态电容层析技术的液体违禁品检查仪

但是由于容器形状多种多样，选择电容层析式很难达到克服容器形状影响的目的。因此考虑选择平面板式传感电极。
现在需要从电极形状和电极数目方面考虑进一步确定传感电极。为了减少容器形状和壁厚的影响，所选用的电极尺寸应该尽量的小，这样中的S和d就可以看作近似不变的值。但是，小尺寸电极只能提供微小而难以测量的电容值，因此需要减小极间距离来增加电容值。综上，选择尺寸小的线状电极单体阵列进行测量能够满足设计要求。

最终确定的电极为如图3所示的改进型梳状电极。由于基于边缘效应的电容传感器检测电容很小，需要加强屏蔽，以减少微小的电场变化带来的干扰。因此在传感器的背面增加了大面积的屏蔽电极。为了防止氧化需要在激励电极和接收电极表面覆衬底物质，且必须与屏蔽电极的表面衬底物质厚度和材料，以消除由衬底物质带来的影响。

3 基于CDC的电容检测电路的软硬件设计
采用CDC电容数字转换器件进行电容测量，可以简化整个设计过程。整个系统基本工作框图如图4所示。

ADI公司生产的AD7143芯片，其工作电压为2．6～3．6 V，并配有一个工作电压在1．65～3．6 V的I2C串行接口，基本可以满足常见MCU的工作电压范围。为了节约功耗，在闲暇时芯片会转入低功耗模式，此时工作电耗仅为50μA。其内部构成主要包括∑-△转换器、基准电压、激励源、电容数字转换器(CDC)、温度补偿器和一个I2C接口，通过该接口可实现单片机对AD7143内部寄存器和转换结果的控制。
选用ATmega16作为整个系统的核心MCU，完成对外围器件的控制和最终的数据处理工作。ATmega16基于增强的AVR精简指令集结构的低功耗8位CMOS微控制器，有着先进的指令集和单时钟周期指令执行时间。