CN108535555A - 多功能手持静电仪 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种多功能手持静电仪，包括：外壳，静电感应单元，通过绝缘件固定在外壳上，用于测量带电的待测物体产生的静电场；测距单元，设置在外壳以静电感应单元为基准的平面上，用于测量静电感应单元与待测物体之间的距离；显示单元，设置在外壳上，对手持静电仪的测量结果进行显示；其中，静电感应单元基于测距单元测量的距离进行灵敏度动态调整。本公开的多功能手持静电仪体积小、移动便携、功耗低、精度高、实用性强。

Description

多功能手持静电仪

技术领域

本公开涉及静电检测技术领域，尤其涉及一种移动便携式多功能静电测量设备。

背景技术

20世纪中期以后，随着电阻率很高的高分子材料如塑料、橡胶等制品的广泛应用和现代生产过程的高速化，使静电可以积聚到很高的程度。同时，静电敏感材料如轻质油品、火药、固态电子器件等生产和使用，使静电造成的危害越来越突出。同时，人体长期在静电辐射下，会使人焦躁不安、头痛、胸闷、呼吸困难、咳嗽。在家庭生活当中，静电不仅化纤衣服有，脚下的地毯、日常的塑料用具、油漆家具及至各种家电均可能出现静电现象。静电可吸附空气中大量的尘埃而且带电性越大、吸附尘埃的数量就越多，而尘埃中往往含有多种有毒物质和病菌，轻则刺激皮肤，影响皮肤的光泽和细嫩，重则使皮肤起癍生疮，更严重的还会引发支气管哮喘和心律失常等病症。

由于静电的产生是不可避免的，若产生的静电没有得到及时的泄放，便可能积聚起来。积聚的静电荷构成的电场对周围空间有电场力的作用，可吸引周围微粒而引起灰尘的堆积、纤维纠结及污染物资等。当然，静电积聚最大的危害还是可产生火花放电，导致火灾、爆炸等严重事故。静电仪对于静电的准确监测具有重要的意义。

现有的静电监测设备大多采用振动电容式、场磨式机械结构，精度不高，成本高，体积大，功耗高，功能不全。此外，现有的手持静电检测设备操作不便，并且不利于后续对数据进行分析以采取相应的措施来消除静电。

为了解决上述技术问题，本公开提出了多功能手持静电仪，实现了体积小、移动便携、低功耗、高精度、实用性强的静电监测设备。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种多功能手持静电仪，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种多功能手持静电仪，包括：

外壳，

静电感应单元，通过绝缘件固定在外壳上，用于测量带电的待测物体产生的静电场；

测距单元，设置在外壳以静电感应单元为基准的平面上，用于测量静电感应单元与待测物体之间的距离；

显示单元，设置在外壳上，对手持静电仪的测量结果进行显示；

其中，静电感应单元基于测距单元测量的距离进行灵敏度动态调整。

在本公开一些实施例中，所述的多功能手持静电仪，还包括：

温湿度测量单元，用于检测所测环境温湿度参数，为静电测量结果提供比照数据；

存储单元，用于保存静电值、测量距离、测试环境的温湿度等结果，以及通过向存储单元中写配置文件，对静电仪进行校时；

RTC时钟单元，用于记录时间，为存储的数据提供时间标记；

USB单元，用于对存储单元的数据读写，以及对设备充电；

报警单元，当测试的静电值大于阈值或有按键操作时，提供声光提示信号；

电池单元，连接到所述USB单元，为所述静电仪提供电源。

在本公开一些实施例中，所述的静电感应单元采用微机电系统技术的谐振式电场敏感单元，振动电容式电场敏感单元、音叉式电场敏感单元或光学式电场敏感单元。

在本公开一些实施例中，所述的测距单元采用超声测距传感器、激光测距传感器、红外测距传感器或量尺。

在本公开一些实施例中，所述的显示单元采用OLED、LCD显示屏或LED。

在本公开一些实施例中，所述的温湿度测量单元中温度单元采用热敏电阻、热敏电阻或非接触型测温传感单元，湿度单元采用湿敏电容、湿敏电阻，或温湿度测量单元采用一体式温湿度测量单元。

在本公开一些实施例中，所述的存储单元采用TF卡、SD卡或EEPROM。

在本公开一些实施例中，所述的电池单元采用干电池、铅酸电池或充电锂电池；当所述电池单元采用充电电池时，通过所述的USB单元进行充电。

在本公开一些实施例中，所述的报警单元采用蜂鸣器或LED进行本地声光报警提示，和/或采用GPRS发送短信或者拨打特定号码进行报警处理。

在本公开一些实施例中，所述的RTC时钟单元采用控制芯片内置的RTC单元或者外部专用时钟芯片。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本公开多功能手持静电仪至少具有以下有益效果其中之一：

(1)通过多功能手持静电仪，实现对静电的高灵敏，高精度测量；

(2)在静电监测的同时还具有对环境温湿度检测功能，有利于分析不同温度湿度下的静电变化；监测数据可以长时间存储，便于后续分析并采取相应解决措施；

(3)外形结构体积小，易于操作与便携；并且交互界面更加人性化，便于静电测试过程的多参数比照。

附图说明

图1是本公开第一实施例长方体前部感应多功能手持静电仪具体实施例示意图。

图2是本公开第一实施例长方体前部感应多功能手持静电仪的内部结构示意图。

图3是本公开第二实施例柱状前部感应多功能手持静电仪具体实施例示意图。

图4是本公开第三实施例任意形多功能手持静电仪具体实施例示意图。

图5是本公开第四实施例量尺测距型手持静电仪的实施示例示意图。

图6是本公开第五实施例向下测距型手持静电仪的实施示例示意图。

【附图中本公开实施例主要元件符号说明】

1-静电感应单元；

2-外壳；

3-显示单元；

4-测距单元；

5-绝缘件；

6-主板；

7-后盖；

8-电池单元；

具体实施方式

为了满足移动便携式静电的测量，本公开提供了一种多功能手持静电仪，其是一种便携式移动静电检测设备，主要包括静电感应单元、测距单元、温湿度测量单元、显示单元、存储单元、RTC时钟单元、USB单元、报警单元、电池单元、外壳等部件。通过测距单元，可以动态调节手持静电仪与待测物体之间的距离，基于距离进行静电感应单元灵敏度动态调整；该设备操作控制灵活，使用方便。

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

本公开某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本公开的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本公开满足适用的法律要求。

在本公开的第一个示例性实施例中，提供了一种多功能手持静电仪。图1为本公开第一实施例长方体前部感应多功能手持静电仪的结构示意图。如图1和图2所示，所述长方体前部感应多功能手持静电仪，包括：静电感应单元、测距单元、显示单元、温湿度测量单元、存储单元、时钟单元、USB单元、报警单元、电池单元、外壳等部件。

以下分别对本实施例多功能手持静电仪的各个组成部分进行详细描述。

外壳2采用长方体流线型结构，先将绝缘件5固定到外壳2上，然后将静电感应单元1固定到绝缘件5上。测距单元4位于绝缘件5的内部，并一同固定在外壳2外部，测距单元4以静电感应单元平面为测距基准进行测距。优选地，为了不妨碍测距单元工作，静电感应单元1上设置有开口，测距单元4露出静电感应单元1上开口的位置进行测量。可选地，测距单元4位于外壳2外部，通过接插件与外壳2连接。显示单元3及按键设置于外壳2上，手持静电仪一侧有USB接口以及充电指示灯，固定有控制芯片的主板6以及电源单元8处于手持静电仪内部，将主板6安装到外壳2内部后，盖上后盖7即可。在不同实施例中，外壳2也可做成多边形、柱状、锤状、拍状等结构。

静电感应单元1是手持静电仪的核心测量单元，用于测量带电物产生的静电场。所述静电感应单元1还连接信号放大解调电路以及控制芯片。从传感器传出的模拟信号通过解调放大电路，然后通过AD转成数字信号，再通过控制芯片对数据进行算法上的处理。所述静电感应单元1可以基于不同的敏感机理，优选地，所述静电感应单元1可以为基于微机电系统(MEMS)技术的谐振式电场敏感单元，或者振动电容式电场敏感单元、音叉式电场敏感单元、光学式电场敏感单元，或其它种类的电场敏感单元。

显示单元3与控制芯片连接，用于对手持静电仪的测量结果进行显示，并提供不同测量模式的选择界面；可采用OLED、LCD、LED或其他显示单元；可选地，所述显示单元3采用IIC、SPI、USRT、并口传输等通信方式与控制芯片通信。优选地，控制芯片通过发送基本的配置命令进行初始化，然后按照界面显示要求，调整页列来实现，现将屏幕分为二级菜单显示，主菜单进行子功能选择。可选地，子功能界面分别有静电显示、温度显示、湿度显示、距离显示、时钟显示；子菜单对选择功能的结果进行显示，通过选择、确认、返回按键来实现界面间的切换；该种显示方式相比与现有的设备，界面更加人性化，加上二级菜单的选择切换操作，不同功能的显示，使得操作更加简洁方便。

测距单元4与控制芯片连接，用于测量手持静电仪与待测物体之间的距离，基于距离进行静电感应单元灵敏度动态调整；可采用超声测距模块，控制芯片通过TRIG引脚产生一个大于10us的脉冲来激活测距模块并记下当时的时间值，通过ECHO引脚检测回声到达的信号，并记下当时的时间值，通过时间差和声速计算出距离值；在不同实施例中，也可采用激光测距模块通过USART将测量结果传给控制芯片，或者也可换不同长度的量尺或者缩放量尺进行测距，或者可用红外测距等其他种类的距离测量单元。该模块可以测量静电仪前端到待测物体的距离，解决了现有的手持静电仪定距测量的缺点，使得该设备操作更加灵活，方便。

电池单元8，采用聚合物锂电池为静电仪供电，所述聚合物锂电池通过USB充电，从而实现循环使用；在一些实施例中，也可以采用干电池、铅酸电池、锂电池或其他类型的电池元件。

进一步可选地，所述多功能手持静电仪的主板6上还包括：

温湿度测量单元，用于检测所测环境温湿度参数，为静电测量结果提供比照数据。温度单元可采用热敏电阻、热电偶或非接触型测温传感单元，例如基于铂热敏电阻、集成电路的温度感应单元，湿度单元可采用湿敏电容、湿敏电阻原理，或采用一体式温湿度测量单元。可选地，所述温湿度测量单元可采用IIC、SPI、USART、单总线通信方式。

具体地，控制芯片通过发送基本的配置命令对温湿度测量单元进行初始化，然后通过通信总线来进行温湿度值的读取；所述手持静电仪在使用温湿度传感器对检测环境静电测量的同时进行温湿度测量，可以通过该数据进行更加全面的分析不同温湿度环境下，静电值的差异。

存储单元，可采用TF卡、SD卡、EEPROM或其他类型的存储器件。为了满足后续对静电监测数据分析，将监测数据实时存储到存储单元中，通过USB单元连接PC机将数据复制到PC机，然后使用数据分析软件对数据进行分析，最后得出对该环境下消除或者减少静电的措施方案，使得设备实用性更强。

具体地，控制芯片采用SPI、SDIO、IIC通信方式与存储单元进行通信，设备按照时间或者地点等区分创建文件夹、文件，并进行数据存储，存储数据包括温度、湿度、距离、静电值等；也可以通过向存储单元中创建配置文件，实现对RTC时钟的校时功能。通过对数据的保存，相比于现有的手持静电仪，数据连续性较好，有利于后续对数据分析。

时钟单元，可采用控制芯片内置的RTC单元，也可采用控制芯片内置的RTC单元，或者采用外部专用时钟芯片进行时间显示，为数据存储以及后续的数据分析提供更加详细的参考标准。

USB单元，采用LPC控制芯片自带的USB控制器实现USB批量传输功能，实现对存储单元的读写以及对设备的充电功能，采用USB通信相比于RS232或者UART等通信方式，通信速度快，与PC进行硬件连接软件数据交互更加方便快捷。

报警单元，控制芯片通过控制引脚电平控制蜂鸣器、LED指示灯或者控制GPRS模块发送短信、拨通电话进行报警提示。

至此，本公开第一实施例多功能手持静电仪介绍完毕。

在本公开的第二个示例性实施例中，提供了一种柱状前部感应多功能手持静电仪。图3是本公开第二实施例柱状前部感应多功能手持静电仪具体实施例示意图。如图3所示，在本公开的第二具体实施例中，包括柱状前部感应多功能手持静电仪的静电感应单元1、外壳2、显示单元3及测距单元4，与第一实施例不同的是，外形为柱状，USB接口处于外壳2的底部。

在本公开的第三个示例性实施例中，提供了一种任意形多功能手持静电仪。图4是本公开第三实施例任意形多功能手持静电仪具体实施例示意图。如图4所示，在本公开的第三具体实施例中，同样包括柱状静电感应单元1、外壳2、显示单元3及测距单元4，与第一实施例不同的是，外壳2结构为六角形，在其他实施例中，所述外壳2还可以为锤状、棒状、拍状等。可选地，在其他实施例中，静电感应单元1布置在设备的上下面、侧面或者其他地方，测距单元4向前、向下、向上测距。

在本公开的第四个示例性实施例中，提供了一种量尺测距型手持静电仪。图5是本公开第四实施例量尺测距型手持静电仪的实施示例示意图。如图5所示，在本公开的第四具体实施例中，包括量尺测距型手持静电仪的静电感应单元1、外壳2、显示单元3及测距单元4，与第一实施例不同的是，测距单元4为量尺，位于外壳上，并以静电感应单元平面为0刻度点，但是不与静电感应单元接触。手持静电仪通过量尺上标刻的尺度，缩放量尺来动态调整合适的测试距离；也可通过更换不同长度的量尺来调整测试距离。

在本公开的第二个示例性实施例中，提供了一种向下测距型手持静电仪。图6是本公开第五实施例向下测距型手持静电仪的实施示例示意图。如图6所示，在本公开的第五具体实施例中，示出了向下测距型手持静电仪量的静电感应单元1、外壳2及测距单元4，本实施例同样采用量尺测距作为手持静电仪的测距单元4，与上述各实施例不同的是，测距单元4为向下测量，静电感应单元1与测距单元4设置在手持静电仪的同一侧，同时静电感应单元1的感应方向与测距单元的测距方向一致。

至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。并且，在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。

以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多功能手持静电仪，包括：

外壳，

静电感应单元，通过绝缘件固定在外壳上，用于测量带电的待测物体产生的静电场；

测距单元，设置在外壳以静电感应单元为基准的平面上，用于测量静电感应单元与待测物体之间的距离；

显示单元，设置在外壳上，对手持静电仪的测量结果进行显示；

其中，静电感应单元基于测距单元测量的距离进行灵敏度动态调整。

2.根据权利要求1所述的多功能手持静电仪，还包括：

温湿度测量单元，用于检测所测环境温湿度参数，为静电测量结果提供比照数据；

存储单元，用于保存静电值、测量距离、测试环境的温湿度等结果，以及通过向存储单元中写配置文件，对静电仪进行校时；

RTC时钟单元，用于记录时间，为存储的数据提供时间标记；

USB单元，用于对存储单元的数据读写，以及对设备充电；

报警单元，当测试的静电值大于阈值或有按键操作时，提供声光提示信号；

电池单元，连接到所述USB单元，为所述静电仪提供电源。

3.根据权利要求1或2所述的多功能手持静电仪，其中，所述的静电感应单元采用微机电系统技术的谐振式电场敏感单元，振动电容式电场敏感单元、音叉式电场敏感单元或光学式电场敏感单元。

4.根据权利要求1或2所述的多功能手持静电仪，其中，所述的测距单元采用超声测距传感器、激光测距传感器、红外测距传感器或量尺。

5.根据权利要求1或2所述的多功能手持静电仪，其中，所述的显示单元采用OLED、LCD显示屏或LED。

6.根据权利要求1或2所述的多功能手持静电仪，其中，所述的温湿度测量单元中温度单元采用热敏电阻、热敏电阻或非接触型测温传感单元，湿度单元采用湿敏电容、湿敏电阻，或温湿度测量单元采用一体式温湿度测量单元。

7.根据权利要求1或2所述的多功能手持静电仪，其中，所述的存储单元采用TF卡、SD卡或EEPROM。

8.根据权利要求1或2所述的多功能手持静电仪，其中，所述的电池单元采用干电池、铅酸电池或充电锂电池；当所述电池单元采用充电电池时，通过所述的USB单元进行充电。

9.根据权利要求1或2所述的多功能手持静电仪，其中，所述的报警单元采用蜂鸣器或LED进行本地声光报警提示，和/或采用GPRS发送短信或者拨打特定号码进行报警处理。

10.根据权利要求1或2所述的多功能手持静电仪，其中，所述的RTC时钟单元采用控制芯片内置的RTC单元或者外部专用时钟芯片。