一种便携式静电检测装置制造方法及图纸

一种便携式静电检测装置及其静电检测方法，属检测领域。其静电感应传感器包括一带有信号接收窗口的屏蔽壳体；在壳体内部设置一静电信号接收面；在壳体中设置电路板和一个信号传导支架；在信号传导支架上，设置带有振动源的振动电极片；在振动电极片前端设置平行于金属质静电信号接收面的遮掩片；振动电极片的后端固定在信号传导支架上或经振动源固定在信号传导支架上；其电信号处理单元至少包括振动源驱动电路、信号放大电路、整流电路和单片机电路。其通过机械遮断方式将所感应到的静电电压转变为交变电压，供输出和后续检测/放大单元使用，从根本上解决了静电的定量检测问题，且监检测数据的可重复性好，提高了静电检测的精度及稳定性。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于检测领域，尤其涉及一种用于检测静电的便携式检测装置。
技术介绍
静电检测表(仪)常用在各种场合中静电(静电量或静电放电量等等)的检测。现有常用的静电检测表主要应用法拉第筒静电感应原理，做成平板式的非接触型静电感应传感器，将传感器上感应到的微弱电压，通过运算放大，在终端数字屏上显示，以便人们读取。具体的，现有平板式传感器由二片金属片为主体，中间加入绝缘介质，类似电容器。其检测原理为通过置于静电场中的平行板电容值C的改变来引起极板上电荷的变化， 从而产生微弱电流，再利用微弱信号检测电路对此电流放大产生电压输出。可用下式来说明U = Q ⑴ /C (t)U——电容两极板间的电位差，由静电在其附近空间产生的电磁场所决定；Q(t)——电荷；C(t)——电场中的交变电容值。当U固定时，极板上电荷Q(t)随C(t)而变化，Q(t)的变化导致两极板间的电荷相互移动，从而形成电流。对同一传感器而言，电流的大小反映了电场的强弱，也反映了静电的电压值。平板式传感器有一个重要特点，就是电容变化量很小，只有几个PF，此特征使它极易受外界干扰，并联传感器虽能提高电容变化量，但寄生电容仍能影响变化量，严重时寄生电容远大于本体电容，使有用信号被寄生电容噪声淹没，以至传感器无法工作。这些寄生电容随温度、湿度、位置，以及元器件的性能等因素变化而变化。因此，测量静电时往往不够精确。此外，现有板式静检测表在实际使用中，误差较大，重复检测一致性得不到保证， 此类静电检测表作为定性检测使用没有问题，作为定量分析检测使用则勉为其难。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种便携式静电检测装置，其通过机械振动/遮断的方式将所感应到的静电电压转变为交变电压，供输出和后续检测/放大单元使用，从根本上解决了静电的定量检测问题，且监测数据的后续放大/处理容易，检测数据的可重复性好，提高了静电检测的精度及稳定性。本技术的技术方案是提供一种便携式静电检测装置，包括静电感应传感器和电信号处理单元；所述的静电感应传感器用于感应/接收待测的静电直流感应电压，所述的电信号处理单元用于对检测数据进行后续处理和测量值的输出/显示，其特征是所述的静电感应传感器包括一带有信号接收窗口的屏蔽壳体；在所述壳体的信号接收窗口4内部，对应设置一金属质静电信号接收面；在壳体中设置电路板和一个位于电路板上且绝缘的信号传导支架；在所述的信号传导支架上，设置带有振动源的第一、第二振动电极片； 在所述第一、第二振动电极片的前端，设置平行于金属质静电信号接收面的第一、第二遮掩片；所述第一、第二振动电极片的后端固定在信号传导支架上或经振动源固定在信号传导支架上，所述第一、第二振动电极片前端的遮掩片位于所述金属质静电信号接收面和壳体的信号接收窗口之间；其所述的电信号处理单元至少包括振动源驱动电路、信号放大电路、 整流电路和单片机电路；其中，振动源驱动电路与第一、第二振动电极片上的振动源电连接，信号放大电路的输入端与金属质静电信号接收面电连接，信号放大电路的输出端经过整流电路与单片机电路的I/O端口连接，单片机电路的I/O端与振动源驱动电路的控制信号输入端连接。进一步的，所述信号放大电路的输出端经过整流电路、模/数转换电路与单片机电路的I/O端口连接；所述单片机电路的I/O端口与LCD显示屏、输入键盘相连接；所述单片机电路的I/O端口与上位机的通讯端口对应连接。具体的，所述的第一、第二遮掩片，与其各自所在的第一、第二振动电极片前端分别对应成90度夹角设置；所述的第一、第二遮掩片，位于平行于金属质静电信号接收面的同一平面内，或位于平行于金属质静电信号接收面的不同平面内。所述的第一、第二振动电极片构成一组振动频率可控的振动音叉，所述的第一、第二振动电极片为同频同向振动或同频相向振动。所述的信号传导支架为门型或Π型结构；所述的第一、第二振动电极片为弹性簧片；所述的屏蔽壳体为金属壳体；所述的振动源驱动电路为常规压电陶瓷电/声换能电路或常规振荡/脉冲电路；所述的信号放大电路包括常规一级放大功能电路和二级放大功能电路；所述的整流电路为常规半波整流功能电路。更进一步的，所述的振动源设置在第一、第二振动电极片的中/后端。所述的振动源为第一、第二压电陶瓷片，所述的第一、第二压电陶瓷片分别对应固结在第一、第二振动电极片的中/后端，所述第一、第二振动电极片的末端，分别对应固定在所述信号传导支架的两侧或信号传导支架的两侧立边上；或者，所述的振动源为第一、第二继电器，所述的第一、第二继电器固结在所述信号传导支架的两侧或信号传导支架的两侧立边上，所述的第一、第二振动电极片分别对应固定在第一、第二继电器的动衔铁前端或动触点上。与现有技术比较，本技术的优点是1.采用第一、第二振动电极片的结构形式，通过机械振动的方式将静电电压转变为交变电压，从根本上解决了静电的定量检测问题，方便了数据的后续处理过程，提高了静电检测精度及测量数据的稳定性；2.采用音叉振动方式横向遮断信号接收窗口或金属质信号接收面，振动的频率可控且十分稳定，有利于静电检测数据的准确性和稳定性，检测数据的可重复性/可再现程度好；3.将静电电压转变为交变电压后，检测信号的后续处理过程或处理电路得以大大简化和便于实现；4.采用分级放大电路对交变信号进行放大后，再进行整流、模/数变换和进行数据的后续处理，使得本技术方案从整体上具有了比现有检测装置灵敏度/准确度更高的检测手段和装置，使得现场静电检测的精度及稳定性大大提高。附图说明图1是本技术方案屏蔽壳体的结构示意图；图2是本装置的机械结构示意图；图3是屏蔽壳体另一结构的示意图图4为本装置另一机械结构的示意图；图5是本装置的电路模块构成示意图。图中1为屏蔽壳体，2为信号接收窗口，3为金属质静电信号接收面，4为信号传导支架，5为第一振动电极片，6为第二振动电极片，7为振动源，8-1、8-2为振动电极片首端的第一、第二遮掩片，9为静电信号接收面固定支架，10为电路板。具体实施方式以下结合附图对本技术做进一步说明。图1和图2中，本技术方案中的便携式静电检测装置，包括静电感应传感器和电信号处理单元，其中，静电感应传感器用于感应/接收待测的静电直流感应电压的静电感应传感器，电信号处理单元用于对检测数据进行后续处理和测量值的输出/显示。本技术方案中的静电感应传感器，包括一带有信号接收窗口 2的屏蔽壳体1，在壳体的信号接收窗口内部，对应设置一金属质静电信号接收面3 ；在壳体中设置电路板10和一个位于电路板上且绝缘的信号传导支架4 ；在信号传导支架上，设置带有振动源的第一、 第二振动电极片5和6 ；第一、第二振动电极片的后端固定在信号传导支架上或经振动源固定在信号传导支架上，在第一、第二振动电极片的前端，设置有平行于金属质静电信号接收面的遮掩片，其遮掩片位于所述金属质静电信号接收面和壳体的信号接收窗口之间。具体的，第一、第二遮掩片与其各自所在的第一、第二振动电极片前端分别对应成 90度夹角设置。进一步的，上述的第一、第二遮掩片，位于平行于金属质静电信号接收面的同一平面内，或位于平行于金属质静电信号接收面的不同平面内。上述的信号传导支架为门型或Π型结构。上述的第一、第二振动电极片为弹性簧片。上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种便携式静电检测装置，包括静电感应传感器和电信号处理单元；所述的静电感应传感器用于感应/接收待测的静电直流感应电压，所述的电信号处理单元用于对检测数据进行后续处理和测量值的输出/显示，其特征是所述的静电感应传感器包括一带有信号接收窗口的屏蔽壳体；在所述壳体的信号接收窗口内部，对应设置一金属质静电信号接收面；在壳体中设置电路板和一个位于电路板上且绝缘的信号传导支架；在所述的信号传导支架上，设置带有振动源的第一、第二振动电极片；在所述第一、第二振动电极片的前端，设置平行于金属质静电信号接收面的第一、第二遮掩片；所述第一、第二振动电极片的后端固定在信号传导支架上或经振动源固定在信号传导支架上，所述第一、第二振动电极片前端的遮掩片位于所述金属质静电信号接收面和壳体的信号接收窗口之间；其所述的电信号处理单元至少包括振动源驱动电路、信号放大电路、整流电路和单片机电路；其中，振动源驱动电路与第一、第二振动电极片上的振动源电连接，信号放大电路的输入端与金属质静电信号接收面电连接，信号放大电路的输出端经过整流电路与单片机电路的I/O端口连接，单片机电路的I/O端与振动源驱动电路的控制信号输入端连接。2.按照权利要求1所述的便携式静电检测装置，其特征是所述信号放大电路的输出端经过整流电路、模/数转换电路与单片机电路的I/O端口连接；所述单片机电路的I/O端口与IXD显示屏、输入键盘相连接；所述单片机电路的I/O端口与上位机的通讯端...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙卫星，杨庆瑞，
申请(专利权)人：上海安平静电科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：