專利名稱：礦用本質(zhì)安全型靜電檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電變量的測(cè)量，更具體地說涉及一種礦用本質(zhì)安全型靜電檢 測(cè)儀。
技術(shù)背景煤礦井下總會(huì)產(chǎn)生有不同濃度的瓦斯氣體，在這種惡劣的環(huán)境下，井下由非金屬 材料制成的物品在工作時(shí)因摩擦產(chǎn)生大量靜電，這些靜電積累到一定程度后，若不能及時(shí) 釋放掉會(huì)帶來很大的安全隱患。分析物品引起靜電燃爆的主要條件有1)物品一次性放電 能量要大于最小點(diǎn)火能量；2)瓦斯?jié)舛葢?yīng)在爆炸濃度極限范圍；3)物品的局部場(chǎng)要強(qiáng)超過 瓦斯介質(zhì)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)。故，靜電事故最終是通過局部場(chǎng)強(qiáng)超過介質(zhì)場(chǎng)強(qiáng)引起介質(zhì)擊穿而實(shí) 現(xiàn)的，因此加強(qiáng)檢測(cè)煤礦井下非金屬材料的靜電是防止事故的關(guān)鍵。通常靜電檢測(cè)有二種 形式，接觸式檢測(cè)和非接觸式檢測(cè)，接觸式檢測(cè)由于存在火花放電的危險(xiǎn)，因此不適用于煤 礦井下，本發(fā)明人經(jīng)多年研制出適宜于井下使用的非接觸式靜電檢測(cè)儀
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足之處而提供一種非接觸式、精確度高的礦 用本質(zhì)安全型靜電檢測(cè)儀。本實(shí)用新型的目的是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)一種礦用本質(zhì)安全型靜電檢測(cè)儀，它 具有微處理器、輔助電路單元，其特征在于，還有靜電檢測(cè)單元、測(cè)距單元、溫濕度檢測(cè)單 元；其中所述靜電檢測(cè)單元由靜電檢測(cè)探頭、前置放大器、選頻放大器、濾波器、正負(fù)判別 電路組成，靜電檢測(cè)探頭、前置放大器、選頻放大器、濾波器依次連接接入微處理器總線，在 靜電檢測(cè)探頭輸出端與微處理器總線之間并接連接正負(fù)判別電路；所述測(cè)距單元由振蕩器、驅(qū)動(dòng)電路、超聲波傳感器、超聲波接收器、放大器、隔離及 整形器組成，并按上述順序依次連接接入微處理器總線；所述溫濕度單元由溫濕度傳感器、信號(hào)處理模塊組成，溫濕度傳感器輸出端接信 號(hào)處理模塊，信號(hào)處理模塊輸出端接入微處理器總線。所述靜電檢測(cè)探頭由正極板、負(fù)極板、接地板及電子開關(guān)組成，正極板、負(fù)極板的 接線端經(jīng)電子開關(guān)與正、負(fù)電源相接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的礦用本質(zhì)安全型靜電檢測(cè)儀，具有如下優(yōu)點(diǎn)解決 了影響高阻介質(zhì)帶電體測(cè)量欠準(zhǔn)確的幾個(gè)因素，考慮到靜電檢測(cè)儀介入被測(cè)體時(shí)引起帶電 體點(diǎn)位的跌落，以及離測(cè)點(diǎn)距離、溫濕度、電路線性對(duì)該跌落的影響，提高了測(cè)量精度。本實(shí) 用新型的測(cè)量范圍可以達(dá)到士(0 30)KV，測(cè)量精度可以控制在士5% F · S以內(nèi)。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例原理方框圖。
3[0011]圖2為圖1實(shí)施例用戶程序方框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說明圖1給出了本實(shí)用新型實(shí)施例原理方框圖。圖中，一種礦用本質(zhì)安全型靜電檢測(cè) 儀，它具有微處理器5、輔助電路單元4、電檢測(cè)單元2、測(cè)距單元3、溫濕度檢測(cè)單元1 ；其 中所述靜電檢測(cè)單元由靜電檢測(cè)探頭、前置放大器、選頻放大器、濾波器、正負(fù)判別 電路組成，靜電檢測(cè)探頭、前置放大器、選頻放大器、濾波器依次連接接入微處理器總線，在 靜電檢測(cè)探頭輸出端與微處理器總線之間并接連接正負(fù)判別電路。在高絕緣介質(zhì)上的電荷 是不能自由移動(dòng)的，其表面上各不同部位的電位不同，用靜電感應(yīng)的原理進(jìn)行測(cè)試，將測(cè)量 探頭靠近帶電體，測(cè)量其表面的電位，實(shí)際上是對(duì)其表面電場(chǎng)的測(cè)量。本實(shí)用新型采用的靜 電檢測(cè)探頭由正極板、負(fù)極板、接地板及電子開關(guān)組成，正極板、負(fù)極板的接線端經(jīng)電子開 關(guān)與正、負(fù)電源相接。本實(shí)用新型電子開關(guān)采用AB555振蕩電子開關(guān)，對(duì)電子開關(guān)輸入直流 靜電信號(hào)，輸出是一個(gè)與輸入成正比的交流信號(hào)，引入電子開關(guān)后，減小了靜電檢測(cè)探頭的 信號(hào)衰減系數(shù)，使信號(hào)的穩(wěn)定度大大上升。本實(shí)用新型對(duì)靜電信號(hào)采取了二級(jí)放大，可以把 信號(hào)采集得很完整，增加測(cè)量精度，另外在放大器的輸入極設(shè)有雙極性二極管保護(hù)，可防靜 電擊穿損傷內(nèi)部電路，放大后的靜電檢測(cè)信號(hào)整流后輸入微處理器。所述測(cè)距單元由振蕩器、驅(qū)動(dòng)電路、超聲波傳感器、超聲波接收器、放大器、隔離及 整形器組成，并按上述順序依次連接接入微處理器總線。靜電檢測(cè)與距離有密切的關(guān)系，保 證精確的距離可以減小測(cè)量誤差。本實(shí)用新型采用超聲波回波測(cè)距原理，設(shè)置一個(gè)超聲波 振蕩電路，電路發(fā)生一個(gè)300kHz的窄脈沖，該脈沖經(jīng)由電容與電感組成的驅(qū)動(dòng)電路為超聲 波傳感器提供能量，超聲波傳感器接收返回的信號(hào)并進(jìn)行放大，通過對(duì)該信號(hào)的采樣，可以 得出傳感探頭到被測(cè)物體的距離。所述溫濕度單元由溫濕度傳感器、信號(hào)處理模塊組成，由溫濕度傳感器輸出端的 信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理模塊作A/D轉(zhuǎn)換后接入微處理器總線。煤礦井下環(huán)境惡劣，常年濕度較大， 經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，當(dāng)濕度達(dá)到60% HR時(shí)，靜電在非金屬材料上很難積累。本用新型加裝了溫 濕度傳感器，當(dāng)環(huán)境濕度大于60% HR時(shí)，靜電檢測(cè)儀會(huì)提示我們當(dāng)前測(cè)量數(shù)據(jù)很小，為無 效數(shù)據(jù)。微處理器還連接有輔助電路單元，包括液晶顯示、欠電壓顯示、安全濕度輸入、靜 電信號(hào)修正、人機(jī)接口。本實(shí)用新型制作時(shí)微處理器采用C8051F410芯片，本實(shí)用新型其它的電氣模塊元 件都可以從市場(chǎng)購得。圖2為圖1實(shí)施例用戶程序方框圖。本實(shí)用新型的用戶程序儲(chǔ)存在微處理器內(nèi)，啟 動(dòng)時(shí)經(jīng)硬件初始化后開始工作，通過測(cè)距單元測(cè)量距離、溫濕度檢測(cè)單元檢測(cè)溫濕度、靜電 檢測(cè)單元檢測(cè)非金屬高緣緣介質(zhì)表面的感應(yīng)電壓，由用戶程序根據(jù)距離計(jì)算出實(shí)際電壓， 并顯示測(cè)量結(jié)果。用戶程序具有根據(jù)測(cè)量的電壓自動(dòng)選擇測(cè)量距離，并在液晶屏上通過提 示符號(hào)顯示當(dāng)前的測(cè)量距離是否適當(dāng)，目前測(cè)量距離共分為3檔，5cm檔、15cm檔、30cm檔， 5cm檔是測(cè)量5kV以下的電壓，15cm檔測(cè)量5kV 15kV的電壓，30cm檔測(cè)量15kV 30kV的電壓，這樣分段測(cè)量可以提高測(cè)量精度，測(cè)量范圍可以達(dá)到士(0 30)KV，測(cè)量精度可以 控制在士5% F · S以內(nèi)。 上述實(shí)施例并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制，凡采用等同替換或等效變換的形式所 獲得的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種礦用本質(zhì)安全型靜電檢測(cè)儀，它具有微處理器、輔助電路單元，其特征在于，還 有靜電檢測(cè)單元、測(cè)距單元、溫濕度檢測(cè)單元；其中所述靜電檢測(cè)單元由靜電檢測(cè)探頭、前置放大器、選頻放大器、濾波器、正負(fù)判別電路 組成，靜電檢測(cè)探頭、前置放大器、選頻放大器、濾波器依次連接接入微處理器總線，在靜電 檢測(cè)探頭輸出端與微處理器總線之間并接連接正負(fù)判別電路；所述測(cè)距單元由振蕩器、驅(qū)動(dòng)電路、超聲波傳感器、超聲波接收器、放大器、隔離及整形 器組成，并按上述順序依次連接接入微處理器總線；所述溫濕度單元由溫濕度傳感器、信號(hào)處理模塊組成，溫濕度傳感器輸出端接信號(hào)處 理模塊，信號(hào)處理模塊輸出端接入微處理器總線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用本質(zhì)安全型靜電檢測(cè)儀，其特征在于，所述靜電檢測(cè)探 頭由正極板、負(fù)極板、接地板及電子開關(guān)組成，正極板、負(fù)極板的接線端經(jīng)電子開關(guān)與正、負(fù) 電源相接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種礦用本質(zhì)安全型靜電檢測(cè)儀，它具有微處理器、輔助電路單元、靜電檢測(cè)單元、測(cè)距單元、溫濕度檢測(cè)單元；所述靜電檢測(cè)單元由靜電檢測(cè)探頭、前置放大器、選頻放大器、濾波器、正負(fù)判別電路組成；所述測(cè)距單元由振蕩器、驅(qū)動(dòng)電路、超聲波傳感器、超聲波接收器、放大器、隔離及整形器組成，所述溫濕度單元由溫濕度傳感器、信號(hào)處理模塊組成，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)解決了影響高阻介質(zhì)帶電體測(cè)量欠準(zhǔn)確的幾個(gè)因素，考慮到靜電檢測(cè)儀介入被測(cè)體時(shí)引起帶電體點(diǎn)位的跌落，以及離測(cè)點(diǎn)距離、溫濕度、電路線性對(duì)該跌落的影響，提高了測(cè)量精度，本實(shí)用新型的測(cè)量范圍可以達(dá)到±(0～30)KV，測(cè)量精度可以控制在±5％F·S以內(nèi)。
文檔編號(hào)G01R29/12GK201903592SQ20102059827
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月9日
發(fā)明者吳文勤, 姜乃強(qiáng), 錢柄旭 申請(qǐng)人:上海煤科實(shí)業(yè)有限公司