CN102309814B - 一种人体静电释放报警装置及报警方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种人体静电释放报警装置及其报警方法，该装置包括安装在立杆上的触摸球，立杆芯部有两根接地线，接地线I的一端通过立杆与触摸球连接，另一端与安装在大地上的接地桩相连接，接地线II的一端与控制模块连接，另一端与接地桩连接；在触摸球内浇封有电路模块，所述的电路模块包括连接在一起的感应模块和控制模块，控制模块还与报警模块相连接，安装大功率锂电池为整个电路模块供电。该装置不仅能在高危作业区有效的帮助人体释放静电；还可以分辨工作人员是否戴手套触摸；当接地线路发生异常时该装置能发出警报，具有结构简单，安装使用方便，安全可靠的特点。
Description
技术领域
本发明属于安全生产领域，具体的说涉及一种报警装置和报警方法，尤其是一种人体静电释放报警装置及使用该装置的报警方法。
背景技术
石油化工等易燃易爆危险品储运场所，属于静电危险区域，因为静电释放所产生的电火花可能会引爆周围的易燃气体发生事故。近年来类似的事故不断发生，严重的危及人民群众的生命和财产安全，因此防止因为静电释放引发事故已经引起了有关部门的高度重视，在危险区域内必须安装相关的释放静电装置。
申请号为201010112731.7的中国发明专利申请公开了一种人体静电释放报警仪，该报警仪包括静电亚导体、电压检测模块、信号放大模块、A/D转换模块、控制器以及报警模块；前述各部件依次连接构成静电压检测回路，静电亚导体通过电压检测模块接地构成静电释放回路。所述报警模块包括蜂鸣器和指示灯。该发明所公开的报警仪虽然在一定条件下可以产生释放静电的技术效果，但是需要按压触摸球使触动触发器时，电压检测模块才开始启动进行静电压检测，如若没有按压，则不能启动静电压检测，也就不知道静电是否释放完毕；另外该报警仪是否接地良好并不能通过自身检测判断，需要经常有人去维护和检修，浪费人力物力；而且如果工作人员佩戴手套接触触摸球，即使不能达到释放静电的目的，报警仪器也不会发出任何提示。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提供一种直接触摸不用按压就可以安全快捷的释放人体静电的静电释放报警装置，并且该装置可以检测自身接地是否良好，以及检测出工作人员是否戴着手套进行触摸放电。
本发明采用如下技术方案：
一种人体静电释放报警装置，包括安装在立杆上的触摸球，立杆芯部有两根接地线，接地线I的一端通过立杆与触摸球连接，另一端与安装在大地上的接地桩相连接，接地线II的一端与控制模块连接，另一端与接地桩连接；在触摸球内浇封有电路模块，所述的电路模块包括连接在一起的感应模块和控制模块，控制模块还与报警模块相连接，触摸球内安装大功率锂电池为整个电路模块供电。
进一步的，所述的立杆为管状，通过法兰与触摸球连接；接地线I和接地线II的下端伸出立杆底部的出线孔与接地桩相连接。
进一步的，通过4个十字槽螺钉将触摸球、法兰与立杆连接固定。
进一步的，所述的控制模块为单片机、DSP或者ARM微处理器。
进一步的，所述的电路模块通过环氧树脂浇封在触摸球内。
进一步的，所述的感应模块浇封在触摸球的顶部，由两块电容极板构成。
进一步的，所述的报警模块包括蜂鸣器和发光二极管。
进一步的，所述的发光二极管外还罩有亚克力材质灯罩。
一种人体静电释放报警方法，包括如下步骤：
(1)感应模块感应到人手接触摸触摸球后，向控制模块传递指令信号；
(2)控制模块收到指令信号后启动报警模块并开始进行连续放电报警计时，并且只有在有指令信号的情况下，控制模块才会连续计时；
(3)控制模块在连续放电报警计时一段时间后关闭报警；
(4)人手在放电报警结束后即可脱离触摸球，此时人体静电释放完毕。
进一步的，所述的连续放电报警计时时间设置为3-5秒。
本发明的有益效果是：
因为在本发明中接地线、立杆、控制模块、法兰、接地桩组合在一起形成闭合回路，其中任何一个部分出了问题，即接地异常，报警模块都会发出报警信号，这样可以使本发明所公开的人体静电释放报警装置工作更加可靠。
通过用四个十字槽螺钉将触摸球、法兰与立杆连接固定，可以使三者之间的连接更加稳固不易出现松动。
通过将所述的整个电路模块用环氧树脂浇封在触摸球内，可以保证在室外环境下更好的保护电路模块中的元件。
通过两块电容极板进行对人手感应更加可靠。
发光二极管外还罩有亚克力材质灯罩，这样既能保护发光二极管又能起到散射光线的作用。
如果工作人员戴手套触摸本发明所公开的人体静电释放报警装置，因为手套和人手之间有空气间隔，装置的感应模块也就是电容极板因不能感应到人手，所以装置不会提示正在放电，因此可以端正工作人员的态度。
使用本发明所公开的方法，还可以防止静电未释放完成人手就脱离触摸球，达到更好的静电释放效果。
附图说明
图1是本发明实施例1和实施例2的剖视图；
图2是本发明的静电释放电路原理图；
图3是本发明接地检测电路的原理图；
图4是本发明的电容极板的形状和数量示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1，如图1所示，本发明公开了一种人体静电释放报警装置，包括通过法兰3安装在管状立杆2上的触摸球1，立杆芯部的接地线I21一端与立杆2连接，另一端通过立杆2底部的出线孔伸出立柱外后与安装在大地上的接地桩4相连接，接地线II22的一端通过接线端子9与控制模块6连接，另一端伸出出线孔与接地桩4连接；在触摸球1内使用环氧树脂浇封电路模块，所述的电路模块包括连接在一起的感应模块5和控制模块6，上述的感应模块5设置在在触摸球1的顶部，由两块成八卦状排列的电容极板构成，两块电容极板组合在一起后的直径是50mm，上述的控制模块6可以是单片机、DSP或者ARM微处理器，在本实施例中选择单片机作为控制模块。控制模块6还与报警模块相连接，报警模块包括蜂鸣器71和发光二极管72，蜂鸣器71的发声口位于触摸球1的下部，不但防雨还有利于声波的向外扩散；发光二极管72外还有亚克力灯罩73，起到散射光线和保护二极管72的作用。大功率锂电池8为上述模块供电。
本实施例的电气参数为：防爆等级ExiaIICT4，休眠电流＜1mA，响应时间＜1s，工作温度-40℃～60℃，耐静电压±20kV，工作电流＜5mA，接地电阻≤55Ω。机械参数为：立杆材质304不锈钢，立杆壁厚1.0mm，触摸球直径
接地线缆长度3米直线PU电缆，立杆直径产品高度1米，安装法兰壁厚3.0mm。
本发明的工作原理即：当人手触摸本装置触摸球1时，静电释放过程开始，与此同时感应模块5感应到人手，就会向控制模块6传递信号，控制模块6在接到信号后就会控制报警模块，即蜂鸣器71开始发声，发光二极管72红灯闪烁，连续放电报警时间根据情况对控制模块6设置大约3-5秒，这时人体静电释放完成，控制模块6控制蜂鸣器71停止发声，发光二极管72变绿灯闪烁，示意人手可以拿开，绿灯闪烁持续大约5-10秒后停止，本装置进入休眠状态。如果工作人员配戴手套触摸本装置，则感应模块5不会向控制模块6传递信号，报警模块不发声发光。
本发明的静电释放原理如图2所示，只要人手触摸本装置，就可以形成人体、触摸球、法兰、立杆、接地线、接地桩、大地之间的电路，达到释放静电的效果。
如图4所示，因为采用电容极板，其与触摸球的厚度只要在20mm以内，就都可以检测到人手，所以电容极板的形状和数量可以有不同的选择，总的来说，极板的数量越多，感应就越准确，但是成本也越高，在实施例1中就选择了两块极板成八卦状排列，既能保证检测的精度，又不过多的增加成本。
实施例2，如图1和图3所示，本发明在进行接地异常检测工作时，因接地线I21和接地线II22、立杆2、法兰3、控制模块6、接地桩4组合在一起形成闭合回路，其中任何一个部分出了问题，即当接地异常，报警模块会发出接地异常报警信号：蜂鸣器71发出声音，发光二极管72黄灯闪烁提示，持续1-5分钟后停止；当人手再次接触触摸球，本装置不能正常释放静电，而是感应模块5感应到人手后，控制模块6向报警模块发出信号指令，报警模块执行接地异常报警：蜂鸣器71发出声音，发光二极管72发出黄灯闪烁提示，持续1-5分钟后关闭停止。
本发明还公开了一种人体静电释放报警方法，包括如下步骤：
(1)感应模块感应到人手触摸触摸球后，向控制模块传递指令信号；
(2)控制模块收到指令信号后启动报警模块并开始进行连续放电报警计时：蜂鸣器发声，发光二极管红灯闪烁；
(3)控制模块在连续计时一段时间后蜂鸣器关闭，发光二极管变为绿灯闪烁；
(4)此时人手可脱离触摸球，绿灯闪烁持续一段时间后熄灭，装置进入休眠状态。
上述的连续放电报警计时时间可以通过控制模块进行预先设定，在此设定为3秒。如果在连续放电报警计时的过程中人手脱离触摸球，报警模块会关闭：即蜂鸣器停止发声，也无绿灯闪烁提示静电释放完毕。
Claims (10)
1.一种人体静电释放报警装置，包括安装在立杆上的触摸球，其特征在于：立杆芯部有两根接地线，接地线I的一端通过立杆与触摸球连接，另一端与安装在大地上的接地桩相连接，接地线II的一端与控制模块连接，另一端与接地桩连接；在触摸球内浇封有电路模块，所述的电路模块包括连接在一起的人手接触感应模块和控制模块，控制模块还与报警模块相连接，安装大功率锂电池为整个电路模块供电。
2.根据权利要求1所述的人体静电释放报警装置，其特征在于：所述的立杆为管状，通过法兰与触摸球连接；接地线I和接地线II的下端伸出立杆底部的出线孔与接地桩相连接。
3.根据权利要求2所述的人体静电释放报警装置，其特征在于：通过4个十字槽螺钉将触摸球、法兰与立杆连接固定。
4.根据权利要求1所述的人体静电释放报警装置，其特征在于：所述的控制模块为单片机、DSP或者ARM微处理器。
5.根据权利要求1所述的人体静电释放报警装置，其特征在于：所述的电路模块通过环氧树脂浇封在触摸球内。
6.根据权利要求1所述的人体静电释放报警装置，其特征在于：所述的人手接触感应模块浇封在触摸球的顶部，由两块电容极板构成。
7.根据权利要求1所述的人体静电释放报警装置，其特征在于：所述的报警模块包括蜂鸣器和发光二极管。
8.根据权利要求7所述的人体静电释放报警装置，其特征在于：所述的发光二极管外还罩有亚克力材质灯罩。
9.一种使用上述权利要求1-8中任一项所述的报警装置的人体静电释放报警方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)人手接触感应模块感应到人手接触摸触摸球后，向控制模块传递指令信号；
(2)控制模块收到指令信号后启动报警模块并开始进行连续放电报警计时；
(3)控制模块在连续放电报警计时一段时间后关闭报警；
(4)人手在放电报警结束后即可脱离触摸球，此时人体静电释放完毕。
10.根据权利要求9所述的人体静电释放报警方法，其特征在于：所述的连续放电报警计时时间设置为3-5秒。
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