專利名稱：近電感應(yīng)驗電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種非接觸式的感應(yīng)驗電器，屬于安全驗電工具。
電業(yè)工作人員在帶電設(shè)備附近工作時，必須使用安全工具，以免發(fā)生觸電事故。目前用來檢查設(shè)備是否帶電的驗電器，通常是采用氖泡指示是否帶電的接觸式驗電器。為了使氖泡起輝而又防止擊穿，在高壓和低壓使用中需選用不同規(guī)格的驗電器；由于使用時需直接接觸帶電體，因而使用不便且不夠安全，不能用于建筑物內(nèi)暗線帶電情況的檢測。
本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種帶有自動報警的非接觸式的驗電器，它既可用于高壓電的檢測，也可用于低壓電的測量。
本實用新型由天線、電源、信號處理控制器和報警器組成，其特點是信號處理控制器由阻抗變換器、濾波器、積分器和控制器構(gòu)成。報警器由振蕩器和壓電蜂鳴器構(gòu)成。當(dāng)天線(1)處于交變電場中時，會感應(yīng)出一定的交變電壓△U，經(jīng)阻抗變換器(2)變換阻抗后，由濾波器(3)輸出等幅交變信號到積分器(4)，當(dāng)交變信號在積分器(4)上積累到足夠高的電壓時，由控制器(5)控制報警器(6)的振蕩電路使壓電蜂鳴片發(fā)出音響報警。對于給定的報警器，其報警靈敏度(即天線與帶電體間的距離r0)與帶電體的電壓V、天線與地之間的電阻R、天線與地之間的電容C、天線上的感應(yīng)電壓△U及天線長度△r等有關(guān)。V、RC、△U和△r越大，則r0越大。為了避免因靜電感應(yīng)而產(chǎn)生誤報，本實用新型采用了各種增強其抗靜電干擾能力的措施。首先是采用濾波器抑制感應(yīng)靜電電壓中頻率較低的部分。其次是通過積分器抑制其感應(yīng)靜電電壓中頻率較高的部分。第三是采用面積較大的平板式結(jié)構(gòu)天線，以便降低平均靜電場。為了消除天線上積累的電荷，采取適當(dāng)減小天線與地之間的電阻R的數(shù)值，以便消除天線上的電荷。但是，減小電阻R會影響感應(yīng)驗電器的靈敏度，因而天線可采用雙層平板式結(jié)構(gòu)，在兩層平板之間加入介電系數(shù)較大的介質(zhì)層，以便增大電容，使電容C和電阻R的乘積能滿足靈敏度的要求。
本實用新型利用交變電場感應(yīng)原理，采取非接觸式結(jié)構(gòu)，在檢測物體是否帶電時不需要與帶電物體接觸，只要與帶電體接近到一定距離時，驗電器就會自動鳴叫報警，提示人們注意安全。由于驗電器的報警距離隨帶電體的電壓高低而變化，因而同一個 電器無論在高壓還是低壓情況下使用，都可以符合國家安全標(biāo)準(zhǔn)，保證在安全距離以外報警，從而可以有效地防止意外事故的發(fā)生。驗電器一旦離開報警電場區(qū)域，報警器立即停止報警。該驗電器具有使用方便，安全可靠，體積小及成本低等優(yōu)點，其靈敏度可根據(jù)不同需要而設(shè)計或調(diào)節(jié)，高靈敏度的驗電器可用作線路檢修人員尋找暗線的有效工具。該驗電器除了制成專用儀器以外，也可以裝在手表、安全帽或其他便于攜帶的常用工具中。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為分立元件結(jié)構(gòu)的電路示意圖；圖3為混合集成化結(jié)構(gòu)的電路示意圖；圖4為全集成化結(jié)構(gòu)的電路示意圖；圖5為另一種全集成化結(jié)構(gòu)的電路示意圖。
本實用新型可采用以下方案實現(xiàn)如附圖所示，天線(1)采用單層或雙層金屬平板結(jié)構(gòu)，金屬平板可采用銅箔或鋁箔等，介質(zhì)層采用介電系數(shù)較大的材料，可根據(jù)整機的特點將天線做成圓形、方形或其他形狀。電源E可采用3伏或1.5伏鈕扣式氧化鋅電池。整個驗電器可以裝在各類手表內(nèi)，也可裝在各類鋼筆、圓珠筆中，還可裝在各種安全帽的夾層中，也可裝在螺絲刀、什錦銼等各種常用工具中。
實施例1采用如圖2所示的電路，S1、S2、S3、S4為反相斯密特觸發(fā)器，二極管D1和D2可采用IN4148型二極管，壓電蜂鳴器F可采用D－25mm壓電蜂鳴片。阻抗變換器(2)由電阻R0和觸發(fā)器S1構(gòu)成，電阻R0用于調(diào)節(jié)驗電器的靈敏度；濾波器(3)由電阻R1、電容C1和觸發(fā)器S2構(gòu)成；積分器(4)由電阻R2和R4、電容C2、二極管D1及觸發(fā)器S3構(gòu)成，電阻R4用于調(diào)節(jié)積分器放電時間常數(shù)，控制報警延續(xù)時間；控制器(5)由電阻R3、電容C3、二極管D2和觸發(fā)器S4構(gòu)成；振蕩器由電阻R3、電容C3、觸發(fā)器S4和電感L構(gòu)成。其中元器件的數(shù)值可根據(jù)實際需要選取。例如R0＝50～1000MΩ，R1＝R2＝1.5MΩ，R3＝380KΩ，R4＝500～1000MΩ，C1＝C2＝C3＝100PF，L＝100μH。
實施例2采用如圖3所示的混合集成電路，其中集成電路IC為國產(chǎn)40106芯片，其他元器件與實施例1相同。
實施例3采用如圖4所示的電路，除了天線(1)、電源E、電感L和壓電蜂鳴片F(xiàn)以外，其他元器件均集成在一塊芯片IC0內(nèi)。
實施例4采用如圖5所示的電路，由一塊集成電路和天線(1)、電感L及壓電蜂鳴片F(xiàn)構(gòu)成，其中集成電路可采用虛線框內(nèi)的電阻R5和R6及電容C4構(gòu)成。IC1可用NC14754電路，IC2和IC3可用74LSOO電路，R5＝2.7MΩ，R6＝1.5MΩ，C4＝1000PF。
權(quán)利要求1.一種非接觸式的感應(yīng)驗電器，由天線、電源、信號處理控制器和報警器組成，其特征在于信號處理控制器由阻抗變換器、濾波器、積分器和控制器構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)驗電器，其特征在于天線為平板式結(jié)構(gòu)，可以是單層金屬平板結(jié)構(gòu)，也可以是雙層金屬平板結(jié)構(gòu)，在雙層金屬平板之間可加入介電系數(shù)較大的介質(zhì)層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的感應(yīng)驗電器，其特征在于阻抗變換器(2)由電阻R0和觸發(fā)器S1構(gòu)成；濾波器(3)由電阻R1、電容C1和觸發(fā)器S2構(gòu)成；積分器(4)由電阻R2和R4、電容C2、二極管D1及觸發(fā)器S3構(gòu)成；控制器(5)由電阻R3、電容C3、二極管D2和觸發(fā)器S4構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的感應(yīng)驗電器，其特征在于報警器(6)由振蕩器和壓電蜂鳴器構(gòu)成，振蕩器由電阻R3、電容C3、觸發(fā)器S4和電感L構(gòu)成，壓電蜂鳴器可采用D－25mm壓電蜂鳴片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的感應(yīng)驗電器，其特征在于它可由一塊國產(chǎn)集成電路40106芯片代替四個斯密特觸發(fā)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的感應(yīng)驗電器，其特征在于它可由一塊集成電路和天線(1)、電源E、電感L及壓電蜂鳴器F構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的感應(yīng)驗電器，其特征在于集成電路由電壓比較器IC1、兩個與非門IC2和IC3、電阻R5和R6及電容C4構(gòu)成。
專利摘要近電感應(yīng)驗電器是一種非接觸式的感應(yīng)驗電器，由天線、電源、信號處理控制器和報警器組成，其特點是信號處理控制器由阻抗變換器、濾波器、積分器和控制器構(gòu)成，天線采用單層金屬平板或雙層金屬平板結(jié)構(gòu)。該驗電器具有使用方便、安全可靠、體積小及成本低等優(yōu)點，可以制成手表型、筆型或安全帽型，也可以裝在其他便于攜帶的常用工具中，既可作為高、低壓電場合工作的自動報警裝置，也可用作檢修線路時尋找建筑物內(nèi)暗線的工具。
文檔編號G01R19/145GK2056761SQ8920531
公開日1990年5月2日 申請日期1989年8月19日 優(yōu)先權(quán)日1989年8月19日
發(fā)明者孟曉晶, 鄭詠春, 陳文靜, 于克南 申請人:東南大學(xué)