容量検知型の異物検出センサ

【概要】
世の中には様々な異物検出用のセンサがある。
中でも比較的設計が容易かつ必要十分な精度で検出できる容量検知型のセンサが開発されている。本事例では対向したくし歯電極間の容量が異物有り無しで容量変化がどの程度あるかを解析し、センサとして動作する要するをシミュレーションした。

【説明】
今回使用したモデルを図1に示す。基板上に2つのくし歯電極を対向するかたちで配置した。片方の電極には電圧を印加する境界条件を与え、もう片方の電極には0Vの境界条件とし、GND電極としてふるまうよう設定した。
異物なしで解析した電位分布の結果を図2に示す。この結果、電極間の容量値は5.6pFであることがわかった。異物ありの解析モデルを図3に示す。今回異物は誘電体とし、比誘電率を与えている。その結果を図4に示す。電極間容量が6.3pFと、異物の有無によって容量が変化することから、センサとしての動作することが確認できた。