電壓檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)由絕緣材料覆蓋的檢測(cè)對(duì)象的電壓經(jīng)由該絕緣材料進(jìn)行檢測(cè)的非接觸型電壓檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為非接觸型的電壓檢測(cè)裝置，已知下文的專利文獻(xiàn)I公開的電壓檢測(cè)裝置(非接觸式的靜電壓跟隨器)。該電壓檢測(cè)裝置包括用于檢測(cè)電壓的探針。該探針包含:朝向具有要測(cè)定的靜電量的測(cè)定表面(檢測(cè)對(duì)象的表面)而設(shè)置的檢測(cè)電極；為了對(duì)檢測(cè)電極和測(cè)定表面間的電容耦合進(jìn)行調(diào)制與檢測(cè)電極功能性連接的調(diào)制器或驅(qū)動(dòng)單元；以及為了對(duì)與檢測(cè)電極一致的測(cè)定表面的區(qū)域進(jìn)行照射而規(guī)定朝向測(cè)定表面的輻射線的通路的單元。
[0003]另外，檢測(cè)電極收納在外殼內(nèi)。另外，在該外殼設(shè)置第一開口或窗，通過該第一開口或窗使檢測(cè)電極暴露在測(cè)定表面。另外，檢測(cè)電極利用線與收納在外殼內(nèi)的放大器(電流電壓轉(zhuǎn)換用的運(yùn)算放大器)的相加輸入端(反轉(zhuǎn)輸入端)連接，該放大器的非反轉(zhuǎn)輸入端利用線與作為基準(zhǔn)單位的外殼連接。另外，調(diào)制器或驅(qū)動(dòng)單元能采用例如壓電換能器，調(diào)制器或驅(qū)動(dòng)單元通過使功能性連接的檢測(cè)電極進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)(振動(dòng))，從而對(duì)形成在測(cè)定表面和檢測(cè)電極之間的電容(耦合電容)進(jìn)行調(diào)制。
[0004]具備該探針的電壓檢測(cè)裝置中，在該電容調(diào)制時(shí)，基于該電容、以及流經(jīng)用于電流電壓轉(zhuǎn)換的、連接在放大器的相加輸入端(反轉(zhuǎn)輸入端)和輸出端之間的電阻的電流，能非接觸地檢測(cè)測(cè)定表面的電壓。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本專利公開平7-92487號(hào)公報(bào)(第6頁、圖7)

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0006]但是，在上述電壓檢測(cè)裝置中，存在下文所述的應(yīng)解決的問題。S卩，該電壓檢測(cè)裝置中，需要在測(cè)定表面設(shè)置探針，使檢測(cè)電極通過設(shè)置在外殼的第一開口(或窗)暴露在測(cè)定表面。其若是以絕緣體覆蓋第一開口的結(jié)構(gòu)，理論上，在絕緣體的表面上也受到測(cè)定表面的電壓的影響，出現(xiàn)電荷，但出現(xiàn)在絕緣體表面的電荷容易逃走、消失。由此，在該電壓檢測(cè)裝置中，絕緣體夾在測(cè)定表面和檢測(cè)電極之間的情況下，存在無法檢測(cè)測(cè)定表面的電壓這一應(yīng)該解決的問題。
[0007]本發(fā)明是為了解決該問題而完成的，其目的在于提供一種電壓檢測(cè)裝置，即便在檢測(cè)對(duì)象和檢測(cè)電極之間存在絕緣體的情況下，也能以非接觸方式對(duì)檢測(cè)對(duì)象的電壓進(jìn)行檢測(cè)。
解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0008]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的電壓檢測(cè)裝置，是對(duì)被絕緣體覆蓋的檢測(cè)對(duì)象中產(chǎn)生的檢測(cè)對(duì)象電壓進(jìn)行檢測(cè)的電壓檢測(cè)裝置，包括:檢測(cè)電極，該檢測(cè)電極與所述絕緣體直接接觸或以夾著其它絕緣體的狀態(tài)間接接觸設(shè)置；振動(dòng)體，該振動(dòng)體使所述絕緣體振動(dòng)；電流電壓轉(zhuǎn)換電路，該電流電壓轉(zhuǎn)換電路在使所述絕緣體振動(dòng)的狀態(tài)下，將與所述振動(dòng)體的振動(dòng)同步的檢測(cè)電流轉(zhuǎn)換為檢測(cè)電壓信號(hào)，所述檢測(cè)電流從所述檢測(cè)對(duì)象經(jīng)由所述檢測(cè)電極流至基準(zhǔn)電壓，并且所述檢測(cè)電流的振幅與所述檢測(cè)對(duì)象電壓和該基準(zhǔn)電壓之間的電位差相對(duì)應(yīng)地受到調(diào)制；以及檢波電路，該檢波電路根據(jù)所述檢測(cè)電壓信號(hào)檢測(cè)出表示所述電位差的檢波輸出。
[0009]另外，本發(fā)明的電壓檢測(cè)裝置中，所述檢波電路用與所述檢測(cè)電壓信號(hào)同步的同步信號(hào)對(duì)該檢測(cè)電壓信號(hào)進(jìn)行同步檢波，檢測(cè)出所述檢波輸出。
[0010]另外，本發(fā)明的電壓檢測(cè)裝置中，所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路具有運(yùn)算放大器，該運(yùn)算放大器的第一輸入端子被規(guī)定為所述基準(zhǔn)電壓，第二輸入端子與所述檢測(cè)電極連接，并且在該第二輸入端子和輸出端子之間連接反饋電路，將在該反饋電路流過的所述檢測(cè)電流轉(zhuǎn)換為所述檢測(cè)電壓信號(hào)。
[0011]另外，本發(fā)明的電壓檢測(cè)裝置包括:殼體，該殼體由絕緣材料形成，并且所述檢測(cè)電極、所述振動(dòng)體、所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路以及所述檢波電路設(shè)置在其內(nèi)部，所述檢測(cè)電極設(shè)置在構(gòu)成所述殼體的多個(gè)壁部中的、外表面與所述絕緣體接觸的、作為其它所述絕緣體的壁部的內(nèi)表面，所述振動(dòng)體固定在所述多個(gè)壁部中的某個(gè)壁部的內(nèi)表面上，使所述殼體振動(dòng)。
[0012]另外，本發(fā)明的電壓檢測(cè)裝置包括:屏蔽構(gòu)件，該屏蔽構(gòu)件覆蓋所述檢測(cè)電極、所述振動(dòng)體、所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路以及所述檢波電路。
[0013]另外，本發(fā)明的電壓檢測(cè)裝置是對(duì)被絕緣體覆蓋的檢測(cè)對(duì)象中產(chǎn)生的檢測(cè)對(duì)象電壓進(jìn)行檢測(cè)的電壓檢測(cè)裝置，包括:檢測(cè)電極，該檢測(cè)電極被設(shè)置成與所述絕緣體直接接觸或以夾著其它絕緣體的狀態(tài)間接接觸；超聲波激勵(lì)部，該超聲波激勵(lì)部在所述檢測(cè)對(duì)象上施加靜磁場(chǎng)，并且在該檢測(cè)對(duì)象中該靜磁場(chǎng)的施加部位產(chǎn)生渦電流，從而在該檢測(cè)對(duì)象中激勵(lì)出在與該施加部位的表面交叉的方向上振動(dòng)的超聲波；電流電壓轉(zhuǎn)換電路，該電流電壓轉(zhuǎn)換電路在所述檢測(cè)對(duì)象中激勵(lì)出所述超聲波的狀態(tài)下，將與所述超聲波同步的檢測(cè)電流轉(zhuǎn)換為檢測(cè)電壓信號(hào)，所述檢測(cè)電流從所述檢測(cè)對(duì)象經(jīng)由所述檢測(cè)電極流至基準(zhǔn)電壓，并且所述檢測(cè)電流的振幅與所述檢測(cè)對(duì)象電壓和該基準(zhǔn)電壓之間的電位差相對(duì)應(yīng)地受到調(diào)制；以及檢波電路，該檢波電路根據(jù)所述檢測(cè)電壓信號(hào)檢測(cè)出表示所述電位差的檢波輸出。
[0014]另外，本發(fā)明的電壓檢測(cè)裝置中，所述超聲波激勵(lì)部包括:磁體，該磁體通過產(chǎn)生所述靜磁場(chǎng)并施加在所述檢測(cè)對(duì)象，從而在該檢測(cè)對(duì)象中的所述施加部位的內(nèi)部產(chǎn)生沿著所述表面的靜磁場(chǎng)；以及線圈，該線圈基于被提供的交流電流在所述檢測(cè)對(duì)象上產(chǎn)生所述渦電流，激勵(lì)出在與所述施加部位的所述表面垂直的方向上振動(dòng)的所述超聲波。
[0015]另外，本發(fā)明的電壓檢測(cè)裝置中，所述磁體包括:第一磁體，在該第一磁體的所述施加部位側(cè)的磁極附近設(shè)置所述線圈；以及第二磁體和第三磁體，該第二磁體和第三磁體被設(shè)置成各自的所述施加部位側(cè)的磁極被磁化成與所述第一磁體的所述磁極不同的極性，并且包夾該第一磁體的該磁極。
[0016]另外，本發(fā)明的電壓檢測(cè)裝置中，所述檢波電路用與所述檢測(cè)電壓信號(hào)同步的同步信號(hào)對(duì)該檢測(cè)電壓信號(hào)進(jìn)行同步檢波，檢測(cè)出所述檢波輸出。
[0017]另外，本發(fā)明的電壓檢測(cè)裝置中，所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路具有運(yùn)算放大器，該運(yùn)算放大器的第一輸入端子被規(guī)定為所述基準(zhǔn)電壓，第二輸入端子與所述檢測(cè)電極連接，并且在該第二輸入端子和輸出端子之間連接反饋電路，將在該反饋電路流過的所述檢測(cè)電流轉(zhuǎn)換為所述檢測(cè)電壓信號(hào)。
發(fā)明效果
[0018]根據(jù)本發(fā)明的電壓檢測(cè)裝置，通過使直接或間接與檢測(cè)電極接觸的絕緣體振動(dòng)，在檢測(cè)對(duì)象和檢測(cè)電極之間產(chǎn)生檢測(cè)電流，基于該檢測(cè)電流，檢測(cè)出檢測(cè)對(duì)象的檢測(cè)對(duì)象電壓，因此即使在檢測(cè)對(duì)象和檢測(cè)電極之間存在有絕緣體的情況下，也能以非接觸的方式(檢測(cè)電極不直接接觸檢測(cè)對(duì)象)對(duì)檢測(cè)對(duì)象電壓進(jìn)行檢測(cè)。
[0019]另外，根據(jù)本發(fā)明的電壓檢測(cè)裝置，檢波電路通過用同步信號(hào)對(duì)檢測(cè)電壓信號(hào)進(jìn)行同步檢波，輸出檢波輸出，能以外界影響較少的狀態(tài)對(duì)檢波輸出進(jìn)行檢測(cè)。
[0020]另外，根據(jù)本發(fā)明的電壓檢測(cè)裝置，通過使電流電壓轉(zhuǎn)換電路具有運(yùn)算放大器以及反饋電阻而構(gòu)成，能以高靈敏度檢測(cè)檢測(cè)電流并轉(zhuǎn)換為檢測(cè)電壓信號(hào)。
[0021]另外，根據(jù)本發(fā)明的電壓檢測(cè)裝置，通過將電壓檢測(cè)裝置收納(設(shè)置)在由絕緣材料形成的殼體內(nèi)，使檢測(cè)電極以及振動(dòng)體不露出而構(gòu)成，節(jié)省了使檢測(cè)電極以及振動(dòng)體分別與絕緣體接觸的麻煩，因此能更高效地實(shí)施檢查對(duì)象電壓的檢測(cè)操作。
[0022]另外，根據(jù)本發(fā)明的電壓檢測(cè)裝置，通過具備覆蓋檢測(cè)電極、振動(dòng)體、電流電壓轉(zhuǎn)換電路以及檢波電路的屏蔽構(gòu)件，能降低外部(外部磁場(chǎng)或外部電場(chǎng)等)對(duì)構(gòu)成電壓檢測(cè)裝置的電路的影響，因此能以外界影響進(jìn)一步減少的狀態(tài)檢測(cè)檢波輸出并輸出。
[0023]另外，本發(fā)明的電壓檢測(cè)裝置中，通過由超聲波激勵(lì)部在檢測(cè)對(duì)象的內(nèi)部激勵(lì)出超聲波使檢測(cè)對(duì)象上產(chǎn)生振動(dòng)，由該產(chǎn)生的振動(dòng)使接觸檢測(cè)電極的絕緣體振動(dòng)，從而產(chǎn)生檢測(cè)電流，并且基于該檢測(cè)電流檢測(cè)檢測(cè)對(duì)象的檢測(cè)對(duì)象電壓。由此，根據(jù)該電壓檢測(cè)裝置，即便在檢測(cè)對(duì)象和檢測(cè)電極之間存在絕緣體的情況下，也能以非接觸的方式(檢測(cè)電極不直接接觸檢測(cè)對(duì)象)對(duì)檢測(cè)對(duì)象電壓進(jìn)行檢測(cè)。
[0024]另外，本發(fā)明的電壓檢測(cè)裝置中，超聲波激勵(lì)部包括:在檢測(cè)對(duì)象中靜磁場(chǎng)的施加部位的內(nèi)部沿著該施加部位的表面產(chǎn)生靜磁場(chǎng)的磁體；以及基于被提供的交流電流在檢測(cè)對(duì)象產(chǎn)生渦電流的線圈，在檢測(cè)對(duì)象內(nèi)激勵(lì)出在與該施加部位的表面垂直的方向上(檢測(cè)對(duì)象的深度方向)振動(dòng)的超聲波。由此，根據(jù)該電壓檢測(cè)裝置，能在使絕緣體的靜電電容的電容值得以最高效地變化的方向上在檢測(cè)對(duì)象以及絕緣體中產(chǎn)生振動(dòng)，因此能使從檢測(cè)對(duì)象經(jīng)由檢測(cè)電極流至基準(zhǔn)電位的檢測(cè)電流的電平升高，結(jié)果能使檢測(cè)對(duì)象電壓的檢測(cè)靈敏度足夠高。
[0025]另外，根據(jù)本發(fā)明的電壓檢測(cè)裝置，將靜磁場(chǎng)的施加部位中與中央第一磁體的磁極的相對(duì)部位作為基準(zhǔn)，能在該相對(duì)部位的兩側(cè)的內(nèi)部沿著檢測(cè)對(duì)象的表面產(chǎn)生靜磁場(chǎng)，因此能對(duì)在該相對(duì)部位的周圍產(chǎn)生的渦電流作用更多的靜磁場(chǎng)，結(jié)果，能在檢測(cè)對(duì)象的內(nèi)部產(chǎn)生更強(qiáng)的超聲波，進(jìn)一步產(chǎn)生更強(qiáng)的振動(dòng)。由此，根據(jù)該電壓檢測(cè)裝置，能使從檢測(cè)對(duì)象經(jīng)由檢測(cè)電極流至基準(zhǔn)電位的檢測(cè)電流的電平更進(jìn)一步升高，結(jié)果能進(jìn)一步提高檢測(cè)對(duì)象電壓的檢測(cè)靈敏度。
[0026]另外，根據(jù)本發(fā)明的電壓檢測(cè)裝置，檢波電路通過用同步信號(hào)對(duì)檢測(cè)電壓信號(hào)進(jìn)行同步檢波，輸出檢波輸出，從而能以外界影響較少的狀態(tài)對(duì)檢波輸出進(jìn)行檢測(cè)。
[0027]另外，根據(jù)本發(fā)明的電壓檢測(cè)裝置，通過使電流電壓轉(zhuǎn)換電路具有運(yùn)算放大器以及反饋電阻而構(gòu)成，能以高靈敏度檢測(cè)檢測(cè)電流并轉(zhuǎn)換為檢測(cè)電壓信號(hào)。
【附圖說明】
[0028]圖1是電壓檢測(cè)裝置I的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是用于說明檢測(cè)電極11和振動(dòng)體13的其它設(shè)置的說明圖。
圖3是用于說明檢測(cè)電極11和振動(dòng)體13的再其它設(shè)置的說明圖。
圖4是用于說明具備殼體21的電壓檢測(cè)裝置I的結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖5是電壓檢測(cè)裝置101的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是檢測(cè)電極111以及超聲波激勵(lì)部13的立體圖。
圖7是用于說明電壓檢測(cè)裝置101的運(yùn)作的說明圖。
圖8是用于說明超聲波激勵(lì)部113A的結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖9是用于