CN106291143B - 静电电位监测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种静电电位监测装置及方法。其中所述装置包括电位捕捉电路和报警装置，其特征在于：还包括静电放电电容，电压比较器，其中，静电放电电容与工作台面连接，并可被工作台面上的电荷充电；静电放电电容的一端接地，另一端连接电压比较器的输入端；电压比较器的另一输入端连接比较电压，其输出端连接控制器，控制器连接报警装置。

Description

静电电位监测装置及方法
技术领域
本发明涉及一种静电装置，可以用以监测设备或人体的静电电压。
背景技术
电子领域的静电问题近些年来已经成为不可忽视的重要因素之一，这个问题在现在的实验室以及组装车间内尤为受到重视，目前在静电防护领域针对静电的危害，专门设定了静电防护电压控制等级，二级(200V),三级(1000V)等等，一级(100V)比较少，在卫星测试厂房涉及静电放电敏感电子产品或星上操作，一般静电防护等级控制更加严格。
目前国内的各个电子生产线和实验室基本上配置了防护设备设施，如防静电地面，防静电服，防静电工作台，防静电工作腕带等。根据不同需求，具体配置不同，如火箭测试厂房地面基本上为防静电水磨石，卫星测试厂房地面基本上为防静电环氧自流平。
而目前的各个实验室和厂房不具备现场静电防护在线监测能力，未实现对防静电工作去内静电电位的实时监测和超标记录可追溯。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种静电电位监测装置静电电位监测装置括电位捕捉电路和报警装置，其特征在于：还包括静电放电电容，电压比较器，其中，静电放电电容与工作台面连接，并可被工作台面上的电荷充电；静电放电电容的一端接地，另一端连接电压比较器的输入端；电压比较器的另一输入端连接比较电压，其输出端连接控制器，控制器连接报警装置。
进一步地，其中，静电放电电容为并联的多个，每个电容上串联一选通开关。优选地，所述并联的多个电容的电容值不同，优选其不同的电容值足以对应不同的量程。
进一步地，其中，所述电压比较器为两个，一个为正电压比较器，一个为负电压比较器，该两个电压比较器的比较电压值相同，极性相反，静电放电电容的所述另一端同时接入两个比较器的输入端。
进一步地，其中，静电放电电容的输出端经电阻分压后，分为两路，一路接二极管后接入比较器，另一路经反相器反相后，接二极管再接入比较器。
进一步地，其中，所述比较电压由控制器生成。
进一步地，其中，还包括数模转换器，所述比较电压由控制器控制数模转换器来精确生成。
进一步地，其中，还包括485芯片，控制器可通过其管理所有联在总线上的装置。
进一步地，其中，还包括一泄放电阻和开关与静电放电电容并联。
本发明还提供一种静电电位监测方法，其特征在于上面方案中的装置实施，具体过程为，将该装置连接工作台面，工作台面的累积电荷流向放电静电放电电容，并实现工作台面与放电电容的电位相等，放电电容的电位输入电压比较器的输入端，如果其值超出比较电压范围，则电压比较器的输出电位翻转，并且控制器可捕获该翻转，并控制报警装置发出警报，同时放电电容实现了对电荷的缓慢泄放；当发现电荷量超过某一阈值、缓慢泄放已经不能满足要求时，控制器发出指令，让泄放电阻接入电路，这样电荷可以通过泄放电阻快速泄放。
进一步地，其中，控制器可以通过通信接口实时的将检测信息传送给后台系统记录并显示，同时，对于超标记录可以通过系统查询进行追溯。。。
发明效果：
本发明的静电电位监测装置，可以精确且实时监测设备或人体的静电电压，并且对于电荷能够巧妙泄放。并且，童工可实现超标记录可追溯。
附图说明
图1是本发明静电电位监测装置结构图。
图2是本发明另一方案静电电位监测装置结构图。
具体实施方式
为了使本技术领域人员更好的理解本发明，下面结合附图和实施方法对本发明作进一步的详细描述。
参见图1，本发明的静电电位监测装置，包括，静电放电电容，电压比较器，电位捕捉电路以及报警装置。
其中静电放电电容一端接地，另一端与工作台面连接(其相当于一个电容)，其数量可以是一个，也可以是并联的两个以上不同容值的放电电容，例如，C1、C2、C3、C4。此时，该多个不同容值的放电电容可以实现对不同的量程的监测。每个电容串联有选择开关K1、K2、K3、K4，用于选择某一电容作为工作电容。
放电电容的两端经分压电路后同时接入两个电压比较器(正电压比较器和负电压比较器)的输入端。设置两个比较器原因在于，工作台面上的电压可能是正电压也可能是负电压，两个电压比较器的比较电压为正负相反的两个电压值。
电位捕捉电路包括控制器及与之连接的数模转换器DA。DA连接电压比较器的另一个输入端，用于提供比较电压，并且通过数模转换器可以比较精确控制比较电压的值。电压比较器的输出端连接控制器。
报警装置与控制器连接，用于发出报警信号，其可以声音报警和/或显示报警，例如是蜂鸣器、报警灯、显示屏及其组合。
另一方案中，所述监测装置还包括485控制芯片，可以配合计算机和其它的装置进行总线联网，通过计算机可以管理所有联在总线上的装置。
其中，所述多个电容的容值相差较大，从而在切换开关时，对应的监测量程有变化，4个静电放电电容分别对应四个档位(100V,200V,1000V,8000V)。
下面结合附图，说明本发明装置的工作过程。
在监测的过程中，工作台面上积累的静电电荷会流向静电放电电容，例如，C1，即相当于一个电容给另一个电容充电的过程。最终使得静电放电电容上产生与工作台面上一样的电位。充电过程很快，充电后的静电放电电容的电压在一个瞬间会达到最大值。
这个电位值经过分压电路分压后接入两个电压比较器，与比较电压进行比较。如果台面电位为正，且高于正电压比较器的比较电压，则正电压比较器输出电平发生翻转。此时，该电位与负电压比较器的比较电压相比，并不更大(绝对值更大)，因此，负电压比较器不发生动作。如果，台面电压为负，则过程与上面类似，只是发生翻转的比较器不同。
随后，控制器则可以捕获到这个翻转，并控制蜂鸣器报警，同时把信息通过总线传输个计算机。
在台面静电电压较低时工作台面的累计的电荷可以通过电路的分压电阻进行缓慢泄放，在报警后，工作台面的累计的电荷可以通过闭合开关K5后利用快速泄放电阻电路进行快速的泄放。
因此，本发明的方案既能在工作台面静电电位超过报警电压时能够及时的报警；又能通过测量电路对台面静电进行缓慢的泄放或者必要时通过引入泄放电阻对电荷快速泄放。
优选的方案中，参见2，采用一路比较器代替两个比较器。具体而言放电电容的两端经分压电路后分为两路，其中一路经过反相器，变为一正一负两路。这样保证比较器可以捕获到合适的电压，这种方案只使用一个DA和比较器就实现了对正负电压的监测，简化了电路，节约了元器件成本。
并且在静电放电电容上并联一快速泄放电阻，在电阻旁边串联一开关K5，当发现电荷量超过某一阈值、缓慢泄放已经不能满足要求时，控制器发出指令，让K5闭合，这样电荷可以通过泄放电阻快速泄放，避免了安全事故。
此外，本发明的方案中，控制器可以通过通信接口实时的将检测信息传送给存储器记录并在显示装置上显示，同时，对于超标记录可以通过系统查询进行追溯。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语仅仅是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (4)

1.静电电位监测装置，包括电位捕捉电路和报警装置，其特征在于：还包括静电放电电容，分压电路，反相器和一个电压比较器，其中，电位捕捉电路包括控制器和数模转换器，静电放电电容与工作台面连接，并可被工作台面上的电荷充电；静电放电电容的一端接地，与工作台面连接的另一端还经分压电路连接电压比较器的输入端；电压比较器的另一输入端连接数模转换器，所述控制器控制数模转换器精确生成比较电压，电压比较器输出端连接控制器，控制器连接报警装置；静电放电电容为并联的多个电容，每个电容上串联一选通开关，所述并联的多个电容的电容值不同，其不同的电容值足以对应不同的量程；其中，静电放电电容的输出端经分压电路的电阻分压后，分为两路，一路接二极管后接入所述电压比较器，另一路经反相器反相后，接二极管再接入所述电压比较器，其中，放电电容对电荷的缓慢泄放；其中，所述监测装置还包括与静电放电电容并联的泄放电阻和与泄放电阻串联的开关K5，当发现电荷量超过某一阈值、缓慢泄放已经不能满足要求时，控制器发出指令，控制闭合开关K5，让电荷通过泄放电阻快速泄放。
2.根据权利要求1所述的静电电位监测装置，其特征在于，还包括485芯片，控制器可通过其管理所有联在总线上的装置。
3.静电电位监测方法，其特征在于采用权利要求1或2所述的装置实施，具体过程为，将该装置连接工作台面，工作台面的累积电荷流向放电静电放电电容，并实现工作台面与放电电容的电位相等，放电电容的电位输入电压比较器的输入端，如果其值超出比较电压范围，则电压比较器的输出电位翻转，并且控制器可捕获该翻转，并控制报警装置发出警报，同时放电电容实现了对电荷的缓慢泄放；当发现电荷量超过某一阈值、缓慢泄放已经不能满足要求时，控制器发出指令，让泄放电阻接入电路，这样电荷可以通过泄放电阻快速泄放。
4.根据权利要求3所述的监测方法，其特征在于：控制器通过通信接口实时的将检测信息传送给后台系统记录并显示，同时，对于超标记录可通过系统查询进行追溯。
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