CN101109782B - 非接触型单面探测设备及测试开路或短路的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

此处公开的是非接触单面探测以及用于测试模式电极的开路和短路的装置和方法。通过馈送电源到每个模式电极的一端并且使用作为独立模块的包括激励电极和传感器电极的非接触型单面探测设备感测电气变化值，模式电极的开路和短路能够通过一个扫描处理被测试。由于使用非接触型单面探测设备测试模式电极的开路和短路，所以模式电极能够避免由于接触故障或加压接触而被损坏，并且对比接触型探测设备所述探测设备的使用周期能够增加。

Description

非接触型单面探测设备及测试开路或短路的装置和方法
技术领域
本发明涉及非接触型单面探测设备及使用该设备测试模式电极(patternelectrode)的开路或短路的装置和方法，并且更进一步涉及能够测试模式电极的开路和短路的非接触型单面探测设备，该测试是通过使用非接触型单面探测设备来反馈AC电源到每个模式电极的一端并且感测电气变化值，该非接触型单面探测设备包括作为独立模块的非接触探测电极的激励电极和传感器电极，及使用该设备测试模式电极的开路和短路的装置和方法。
背景技术
通常，多线电缆如数据传输线的开路和短路是通过在每条线与其它线分开之后测量该电缆两端间的电阻来检测的。因此，需要两个或更多的操作人员。在电缆包括大量的线的情况下，有时候线的编号丢失并要重新检测，由此降低了检测可靠性并增加了操作时间。
此外，如图1所示，在平板显示设备10(如LCD和PDP)中，开路和短路可以通过给每个模式电极15的一端通电流且在相应的模式电极15的另一端测量电压进行检测。所述开路和短路也可以通过使用显微镜检查导线及类似的方法进行检测。在图1中，附图标记20指示探测块，且附图标记30指示探针。
因此，为检测一个模式电极的开路和短路需要至少两根探针。由此，需要大量的探针而且增加了成本。此外，长模式电极需要两个或更多的操作人员在不同的位置测量，由此花费大量时间和人力。
此外，在接触型探测的情况下，因为探测是与模式电极有压力接触的，所以可能发生接触错误。进一步地，模式电极作为测量目标可能产生划痕，由此引起另一个错误。
发明内容
因此，本发明针对上述问题而提出，并且本发明的目的在于提供能够测试模式电极的开路和短路的非接触型单面探测设备，该测试是通过使用非接触型单面探测设备来反馈AC电源到每个模式电极的一端并且感测电气变化值，该非接触型单面探测设备包括作为独立模块的非接触探测电极的激励电极和传感器电极，及使用该设备测试模式电极的开路和短路的装置和方法。
本发明的另一个目的是提供非接触型单面探测设备，该非接触型单面探测设备通过包括非接触探测电极的一对激励电极和一对传感器电极，在所述激励电极对上施加反相电压，并且在所述传感器电极对上施加差值电压，以及使用该设备测试模式电极的开路和短路的装置和方法，由此能够提高空间分辨率和信号噪声比。
依据本发明的一个方面，上述和其它目标可以通过规定非接触型单面探测设备来实现，该非接触型单面探测设备包括：非接触探测电极，该非接触探测电极馈送电源到在非接触状态下被测试的模式电极并且感测电气变化值；电源馈送部分，该电源馈送部分向非接触探测电极施加AC电源；以及传感器，该传感器测量非接触探测电极的电气变化值。
优选地，电源馈送部分可以包括用于施加AC电流的AC电流源，并且传感器测量电压的变化。
优选地，非接触探测电极可以包括连接到电源馈送部分的激励电极，该激励电极用于施加所述AC电流；以及连接到传感器的传感器电极，该传感器电极用于感测电压的变化。
优选地，非接触探测电极的激励电极和传感器电极可以彼此一体形成。
优选地，电源馈送部分可以包括用于施加AC电压的AC电压源，并且传感器测量电压的变化。
优选地，非接触探测电极可以包括连接到电源馈送部分的激励电极，该激励电极用于施加所述AC电压；以及连接到传感器的传感器电极，该传感器电极用于感测电压的变化。
优选地，电源馈送部分可以包括用于施加AC电压的AC电压源，并且传感器测量在AC电压源和非接触探测电极间流动的电流的变化。
优选地，非接触探测电极可以包括用于馈送AC电压的第一和第二激励电极；以及测量电压变化的第一和第二传感器电极。
优选地，第一激励电极和第一传感器电极可以被排列在一个线性轴线上，第二激励电极和第二传感器电极可以被排列在一个线性轴线上，第一和第二激励电极可以平行排列，且第一和第二传感器电极可以平行排列。
优选地，第一激励电极和第一传感器电极可以被排列在一个线性轴线上，第二激励电极和第二传感器电极可以被排列在一个线性轴线上，第一和第二激励电极和第一和第二传感器电极可以被分别排列在彼此对角对称的位置。
优选地，电源馈送部分可以分别馈送具有相同振幅和180度反相关系的AC电压到第一和第二激励电极。
优选地，传感器可以测量通过第一和第二传感器电极测量的电压间的差值电压。
依据本发明的另一个方面，在使用非接触型单面探测设备扫描模式电极时提供用于测量构造于面板上的多个模式电极的开路和短路的装置，该装置包括：非接触型单面探测设备，该设备通过非接触探测电极馈送AC电源到每个模式电极的一端并且测量非接触探测电极的电气变化值；信号处理部分，该信号处理部分通过非接触型单面探测设备测量到的电气变化值决定开 路和短路。
优选地，非接触型单面探测设备可以包括：非接触探测电极，该非接触探测电极以非接触状态馈送电源到模式电极并感测电气变化值；电源馈送部分，该电源馈送部分将AC电源施加到非接触探测电极；以及传感器，该传感器测量非接触探测电极的电气变化值。
优选地，电源馈送部分可以包括施加AC电流的AC电流源，并且传感器测量电压的变化。
优选地，非接触探测电极可以包括：连接到电源馈送部分，用以施加AC电流的激励电极；以及连接到传感器，用以感测电压变化的传感器电极。
优选地，非接触探测电极的激励电极和传感器电极可以彼此一体形成。
优选地，电源馈送部分可以包括用于施加AC电压的AC电压源，并且传感器测量电压的变化。
优选地，非接触探测电极可以包括连接到电源馈送部分的激励电极，该激励电极用于施加所述AC电压；以及连接到传感器的传感器电极，该传感器电极用于感测电压的变化。
优选地，电源馈送部分可以包括用于施加AC电压的AC电压源，并且传感器测量在AC电压源和非接触探测电极间流动的电流的变化。
优选地，非接触探测电极可以包括馈送AC电压的第一和第二激励电极；以及测量电压变化的第一和第二传感器电极。
优选地，第一激励电极和第一传感器电极可以被排列在一个线性轴线上，第二激励电极和第二传感器电极可以被排列在一个线性轴线上，第一和第二激励电极可以平行排列，且第一和第二传感器电极可以平行排列。
优选地，第一激励电极和第一传感器电极可以被排列在一个线性轴线上，第二激励电极和第二传感器电极可以被排列在一个线性轴线上，第一和第二激励电极以及第一和第二传感器电极可以被分别排列在彼此对角对称 的位置。
优选地，电源馈送部分可以分别馈送具有相同振幅和180度反相关系的AC电压到第一和第二激励电极。
优选地，传感器可以测量通过第一和第二传感器电极测量的电压间的差值电压。
依据本发明的又一方面，提供使用非接触型单面探测设备测试模式电极的开路和短路的方法，所述非接触型单面探测设备包括作为独立模块的非接触探测电极的激励电极和传感器电极，所述方法包括：通过非接触单面探测设备的非接触探测电极施加AC电源到构造于面板上的每个模式电极的一端，使用非接触探测电极测量电气变化值，并测试模式电极的开路和短路。
依据本发明的再一方面，提供使用非接触型单面探测设备测试模式电极的开路和短路的方法，所述每一个非接触型单面探测设备包括作为独立模块的非接触探测电极的激励电极和传感器电极，所述方法包括：在构造于面板上的模式电极的两端排列非接触型单面探测设备，通过非接触探测电极对模式电极施加不同的频率，使用非接触探测电极测量电气变化值，并且测试模式电极的开路和短路。
依据本发明的再一方面，提供使用非接触型单面探测设备测试模式电极的开路和短路的方法，所述每一个非接触型单面探测设备包括作为独立模块的非接触探测电极的激励电极和传感器电极，该方法包括：在构造于面板上的模式电极的两端排列非接触型单面探测设备，对模式电极施加相同的频率，该相同的频率被施加到彼此分开的模式电极上，使用非接触探测电极测量电气变化值，并且测试模式电极的开路和短路。
依据本发明，由于AC电源被应施加到使用非接触型单面探测设备测试的模式电极的一端，所述非接触型单面探测设备包括作为独立模块的非接触探测电极的激励电极和与该激励电极相邻的传感器电极，且通过非接触探测 电极测量电气变化值以便决定模式电极的开路或短路，所以能够通过仅扫描模式电极的一端来测试模式电极的开路和短路。由于包括了一对激励电极和一对传感器电极，反相电压施加到激励电极对并且使用了传感器电极对的电压间的差值电压，所以形成尖锐边界以区分相邻的模式电极，以便增加空间分辨率并能够通过共模噪声提高信号噪声比。
附图说明
本发明的上述和其它的目的、特征和其它优点将从下面结合附图的详细说明中变得更易于理解，其中：
图1显示了测试模式电极开路和短路的通用方法的视图；
图2显示了依据本发明第一实施例的非接触型单面探测设备的结构的视图；
图3显示了依据本发明第二实施例的非接触型单面探测设备的结构的视图；
图4显示了依据本发明第三实施例的非接触型单面探测设备的结构的视图；
图5显示了依据本发明第四实施例的非接触型单面探测设备的结构的视图；
图6显示了依据本发明第五实施例的非接触型单面探测设备的结构的视图；
图7显示了依据本发明第六实施例的非接触型单面探测设备的结构的视图；
图8显示了依据本发明的使用非接触型单面探测设备测试模式电极的开路和短路的装置的方框图；
图9显示了依据本发明的使用非接触型单面探测设备测试模式电极的开 路和短路的示例的视图；
图10显示了通过依据本发明的使用非接触型单面探测设备测试开路和短路的装置测量出的波形的视图；以及
图11显示了依据本发明的使用非接触型单面探测设备测试模式电极的开路和短路的另一个示例的视图。
具体实施方式
当本发明参考优选实施例说明和描述时，本领域技术人员可以理解本发明可以在不超出本发明的范围和精神的前提下，进行各种改变和修改。因此，本发明的范围不应限于本发明的实施例。与现有技术相同的部分由相同的附图标记和名称指示。
图2显示了依据本发明第一实施例的非接触型单面探测设备的结构的视图。
如图所示，依据本实施例的非接触型单面探测设备40包括非接触探测电极44，该非接触探测电极44包括用于馈送AC电流到以非接触状态被测试的模式电极15的激励电极441和用于感测模式电极15的电压变化的传感器电极442，用于馈送AC电流到非接触探测电极44的激励电极441的AC电流源421，以及用于测量由非接触探测电极44的传感器电极442感测的电压的变化的传感器46。
同时，如图3所示，非接触探测电极44可以包括激励电极441和传感器电极442，两者彼此一体形成。
电源馈送部分42包括用于施加AC电流的AC电流源421。AC电流源421施加AC电流到非接触探测电极44，以便通过由非接触探测电极44测量的电压变化检查模式电极15的开路和短路。
图4显示了依据本发明第三实施例的非接触型单面探测设备的结构的视 图。
如图所示，依据本实施例的非接触型单面探测设备40包括非接触探测电极44，该非接触探测电极44包括馈送AC电压到在非接触状态下被测试的模式电极15的激励电极441和用于感测模式电极15的电压变化的传感器电极442，用于馈送AC电压到非接触探测电极44的激励电极441的AC电压源422，以及用于测量由非接触探测电极44的传感器电极442感测到的电压变化的传感器46。
电源馈送部分42包括用于施加AC电压的AC电压源422。AC电压源422施加AC电压到非接触探测电极44，以便通过由非接触探测电极44测量的电压变化检查模式电极15的开路和短路。
图5显示了依据本发明第四实施例的非接触型单面探测设备的结构的视图。
如图所示，依据本实施例的非接触型单面探测设备40包括用于馈送电源到在非接触状态下被测试的模式电极15并且感测模式电极15的电压变化的非接触探测电极44，用于馈送AC电压到非接触探测电极44的AC电压源422，以及用于测量在AC电压源422和非接触探测电极44间流动的电流的变化的传感器46。
电源馈送部分42包括用于施加AC电压的AC电压源422。传感器46测量在AC电压源422和非接触探测电极44间流动的电流的变化，以便检查模式电极15的开路或短路。
图6显示了依据本发明第五实施例的非接触型单面探测设备的结构的视图。
如图所示，依据本实施例的非接触型单面探测设备40包括非接触探测电极44，该非接触探测电极44包括用于馈送AC电压到在非接触状态下被测试的模式电极15的第一和第二激励电极443和444以及用于感测模式电 极15的电气变化值的第一和第二传感器电极445和446，用于分别馈送具有相同振幅和180度反相关系的AC电压到第一和第二激励电极443和444的AC电压源422，以及用于测量由第一和第二传感器电极445和446测量的电压间的差值电压的传感器46。
同时，第一激励电极443和第一传感器电极445被排列在一个线性轴线上，并且第二激励电极444和第二传感器电极446被排列在一个线性轴线上，第一和第二激励电极443和444平行排列，并且第一和第二传感器电极445和446平行排列。
如图7所示，第一激励电极443和第一传感器电极445可以被排列在一个线性轴线上，且第二激励电极444和第二传感器电极446可以被排列在一个线性轴线上。第一和第二激励电极443和444以及第一和第二传感器电极445和446可以被分别排列在彼此对角对称的位置。
反相的AC电压被施加到第一和第二激励电极443和444用以在第一和第二激励电极443和444间形成相位边界，且第一和第二传感器电极445和446的电压间的差值电压被测量，使得在第一和第二激励电极443和444间以及第一和第二传感器电极445和446间形成尖锐边界。因此，可以提高空间分辨率并通过去除共模噪声提高信号噪声(S/N)比。因此，可以通过优良的模式电极15的精确的探测效果以更高的空间分辨率检查模式电极15的开路或短路，所述优良的模式电极15的精确的探测效果是通过区分与模式电极15相邻的电压的变化实现的。
图8显示了依据本发明的使用非接触型单面探测设备测试模式电极的开路和短路的装置的方框图。
如图所示，所述装置包括非接触型单面探测设备40，该非接触型单面探测设备40用于在扫描模式电极15时通过激励电极441以非接触状态施加AC电源到每个模式电极15的一端并且通过与激励电极441相邻排列的传感 器电极442测量电气变化值，信号处理部分50，该信号处理部分50用于通过非接触型单面探测设备40测量的电气变化值检查开路或短路，显示部分70，该显示部分70用于显示非接触型单面探测设备40测量的电气变化值和信号处理部分50的操作状态，以及键输入部分60，该键输入部分60用于选择信号处理部分50的操作状态。
图9显示了依据本发明的使用非接触型单面探测设备测试模式电极的开路和短路的示例的视图。
非接触型单面探测设备40包括第一和第二激励电极443和444以及第一和第二传感器电极445和446以及当扫描模式电极15时在每个模式电极的一端以非接触状态测试模式电极15的开路和短路。
同时，第一和第二激励电极443和444平行排列，且第一和第二传感器电极445和446平行排列。第一激励电极443和第一传感器电极445被排列在一个线性轴上，且第二激励电极444和第二传感器电极446被排列在一个线性轴上。
用于向非接触型单面探测设备40的第一激励电极443和第二激励电极444施加AC电压的AC电压源422使用频率范围从1千赫兹到小于几万赫兹，从200V到300V的电压。
如果由AC电压源422施加的电压的频率小于1KHz，那么探测设备40的行进速度受到限制且因此是不可实现的。相反，如果由AC电压源422施加的电压的频率大于几万赫兹，那么模式电极15间的阻抗减小且检查分辨率降低。
由于使用了用于施加频率范围从1千赫兹到小于几万赫兹的AC电压的AC电压源422，所以使用排成一行的防护同轴电缆或三轴电缆用以连接第一和第二激励电极443和444以及第一和第二传感器电极445和446，以便防止信号泄露。
因此，当AC电压被施加到行进在模式电极15上的非接触型单面探测设备40的第一激励电极443上时，相应于AC电压的水平的电荷被存储在模式电极15内且由第一传感器电极445测量电气变化值，由此检查模式电极15的开路和短路。
在本发明中，通过第一和第二传感器电极445和446测量的电压间的差值电压被读取并且基于电压的变化检测模式电极15的开路或短路。因此，馈送电源的模式电极15和不馈送电源的模式电极15间的边界通过第一和第二传感器电极445和446间的差值电压被清晰的区分，从而能够提高灵敏度。由于当开路或短路发生时，电压的变化增加，因此能够有效检测故障。
通过第一和第二激励电极443和444施加具有不同相的电压到相邻的模式电极15，可以区分模式电极15从而提高灵敏度。
图10显示了当扫描模式电极15时馈送AC电压之后测量的电压。
这时，通过非接触型单面探测设备40对常规的模式电极15施加AC电压后测量的电压值为VPP_N，如图10A所示。如图10B所示，如果模式电极15为开路，那么模式电极15的整个区域减小且模式电极15附近的周围表面形成的寄生电容45的电容减小。因此，在这种情况下，由于在一个小的区域内形成相同数量的电荷用以增加电压，那么模式电极15测量的电压值是VPP_O，该VPP_O大于常规的模式电极15的电压值VPP_N。
同时，如图10C所示，如果模式电极15对一个相邻的模式电极15短路，那么模式电极15的整个区域增加且模式电极15附近的周围表面形成的寄生电容45的电容增加。因此，在这种情况下，由于在一个大的区域内形成相同数量的电荷以便减小电压，那么模式电极15的测量的电压值是VPP_S，该VPP_S小于常规的模式电极15的电压值VPP_N。
当使用非接触型单面探测设备40扫描每个模式电极15的一端时，施加AC电压，之后通过测量电压的变化，当模式电极15的电压值高于常规的模 式电极15的电压值时，模式电极15被确定为开路并且该确定的结果被显示，且如果模式电极15的电压值低于常规的模式电极15的电压值，那么模式电极15被确定为短路并且该确定的结果被显示。
控制命令通过键输入部分60输入用以控制信号处理部分50的处理状态。
当仅扫描每个模式电极15的一端且开路发生在临近该模式电极15的另一端时，使用非接触型单面探测设备40测量电压的变化，区域减小的少了，电压升高效果降低并且因此无法检测到开路。为了解决这个问题，如图11所示，使用非接触型单面探测设备40同时对模式电极15的两端进行扫描以便提高测试的准确性。
这时，所述模式电极15可以使用不同频率被测试或者不同的模式电极15可以使用相同的频率被同时测试以便相同的频率被施加到彼此分离的非接触探测电极上。
如上所述，依据本发明，模式电极的开路和短路能够被测试，该测试是通过馈送电源到每个模式电极的一端的扫描过程以及使用包括激励电极和传感器电极的作为独立模块的非接触型单面探测设备感测电气变化值完成的。
由于使用非接触型单面探测设备测试模式电极的开路和短路，所以模式电极能够避免由于接触故障或加压接触而被损坏，并且对比接触型探测设备，所述探测设备的使用周期能够增加。
由于当扫描模式电极的一端时开路和短路被测试，所以所述设备的结构是简单的并且所述测试能够通过相同模式电极的比较被轻易地执行，即使是具有非线性形状的模式电极。
测试灵敏度能够通过使用反相的激励电极对间的差值电压的传感器电极对提高。
尽管本发明的优选实施例以示例的目的公开，本领域技术人员可以意识到在不背离本发明所附权利要求公开的本发明的范围和精神的前提下，可以进行各种修改，添加和替换。

Claims (12)

1.一种非接触型单面探测设备，该设备包括：
非接触探测电极，该非接触探测电极馈送电源到以非接触状态被测试的模式电极并且感测电气变化值；
电源馈送部分，该电源馈送部分施加AC电源到所述非接触探测电极；以及
传感器，该传感器测量所述非接触电极的电气变化值，
其中所述非接触探测电极包括：
第一和第二激励电极，该第一和第二激励电极馈送所述AC电压；以及
第一和第二传感器电极，该第一和第二传感器电极测量所述电压的变化。
2.根据权利要求1所述的非接触型单面探测设备，其中所述第一激励电极和所述第一传感器电极被排列在一个线性轴线上，所述第二激励电极和所述第二传感器电极被排列在一个线性轴上，所述第一和第二激励电极平行排列，且所述第一和第二传感器电极平行排列。
3.根据权利要求1所述的非接触型单面探测设备，其中所述第一激励电极和所述第一传感器电极被排列在一个线性轴上，所述第二激励电极和所述第二传感器电极被排列在一个线性轴上，并且所述第一激励电极和所述第二激励电极被排列在彼此对角对称的位置，和所述第一传感器电极和所述第二传感器电极被排列在彼此对角对称的位置。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的非接触型单面探测设备，其中所述电源馈送部分分别馈送具有相同振幅和180度反相关系的AC电压到所述第一和第二激励电极。
5.根据权利要求1所述的非接触型单面探测设备，其中所述传感器测量由所述第一和第二传感器电极测量的电压间的差值电压。
6.一种用于使用非接触型单面探测设备在扫描模式电极时测试构造于面板上的多个模式电极的开路和短路的装置，该装置包括：
非接触型单面探测设备，该非接触型单面探测设备通过非接触探测电极馈送AC电源到每个所述模式电极的一端并且测量所述非接触探测电极的电气变化值；
信号处理部分，该信号处理部分通过由所述非接触型单面探测设备测量的所述电气变化值来确定所述开路和短路，
其中所述非接触型单面探测设备包括：
非接触探测电极，该非接触探测电极以非接触状态馈送电源到模式电极并感测所述电气变化值；
电源馈送部分，该电源馈送部分施加所述AC电源到所述非接触探测电极；以及
传感器，该传感器测量所述非接触探测电极的电气变化值，
其中所述非接触探测电极包括：
用于馈送所述AC电压的第一和第二激励电极；以及
用于测量所述电压变化的第一和第二传感器电极。
7.根据权利要求6所述的装置，其中所述第一激励电极和所述第一传感器电极被排列在一个线性轴上，所述第二激励电极和所述第二传感器电极被排列在一个线性轴上，所述第一和第二激励电极平行排列，所述第一和第二传感器电极平行排列。
8.根据权利要求6所述的装置，其中所述第一激励电极和所述第一传感器电极被排列在一个线性轴上，所述第二激励电极和所述第二传感器电极被排列在一个线性轴上，所述第一激励电极和所述第二激励电极被排列在彼此对角对称的位置，和所述第一传感器电极和所述第二传感器电极被排列在彼此对角对称的位置。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的装置，其中所述电源馈送部分分别馈送具有相同振幅和180度反相关系的AC电压到所述第一和第二激励电极。
10.根据权利要求6所述的装置，其中所述传感器测量由所述第一和第二传感器电极测量的电压间的差值电压。
11.一种使用各自包括作为独立模块的非接触探测电极的激励电极和传感器电极的非接触型单面探测设备来测试模式电极的开路和短路的方法，该方法包括：
在构造于面板上的所述模式电极的两端排列所述非接触型单面探测设备，通过所述非接触探测电极对所述模式电极施加不同的频率，使用所述非接触探测电极测量电气变化值，并且测试所述模式电极的开路和短路。
12.一种使用各自包括作为独立模块的非接触探测电极的激励电极和传感器电极的非接触型单面探测设备来测试模式电极的开路和短路的方法，该方法包括：
在构造于面板上的所述模式电极的两端排列所述非接触型单面探测设备，通过所述非接触型探测电极对所述模式电极施加相同的频率，使得该相同的频率被施加到彼此分开的所述模式电极上，使用所述非接触探测电极测量电气变化值，并且测试所述模式电极的开路和短路。
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