CN109856465A - 一种直接感应式门禁静电检测系统的标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直接感应式门禁静电检测系统的标定方法，属于静电检测门禁技术领域，包括步骤1：根据典型人体，用金属制作出宽度和高度相同，表面积相当的人体模型；步骤2：将步骤1所制作的人体模型放置于两个静电传感器的中间，与两个静电传感器距离相等，使模型等效于等电位的行人；步骤3：利用脉冲信号触发光电传感器模拟人体进入门体范围，然后向人体模型充电使其带电；步骤4：通过静电传感器对人体模型上的电位进行测量，根据测量结果选择是否对系统参数进行调整，可判定直接感应式门禁静电检测系统测量准确性，这就保证了检验标定直接感应式门禁静电检测系统的测试精度。

Description

一种直接感应式门禁静电检测系统的标定方法

技术领域

本发明涉及静电检测门禁技术领域，具体的说，是一种直接感应式门禁静电检测系统的标定方法。

背景技术

在含有易燃易爆材料的场所中，不当的静电值可能会直接引起材料起火、爆炸，导致严重的安全事故。此外，在精密的电子元件加工、装配产线上，不当的静电可能导致电子元器件顺坏，进而影响产品质量。因此，此类场所必须采取主动措施对静电值进行控制。人体由于自身的动作及与其他物体的接触摩擦，时刻都在产生、释放静电，不当的穿着，特别是化纤、皮毛等材质的衣物，十分容易积累静电释放火花，从而引起易燃易爆物品燃烧、爆炸，造成严重的安全事故。

随着人们生产安全意识不断提升，设计出了非接触式门禁静电检测系统，其中直接感应式检测法是一种主流的检测手段，直接感应式检测法采用接地屏蔽-电容分压原理，由于其检测方式为非接触，如何检验标定直接感应式门禁静电检测系统的测试精度成为了一个难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直接感应式门禁静电检测系统的标定方法，用于解决现有技术中直接感应式检测法采用接地屏蔽-电容分压原理，由于其检测方式为非接触，难以检验标定直接感应式门禁静电检测系统的测试精度的问题。

本发明通过下述技术方案解决上述问题：

一种直接感应式门禁静电检测系统的标定方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1：根据典型人体，用金属制作出宽度和高度相同，表面积相当的人体模型；

步骤2：将步骤1所制作的人体模型放置于两个静电传感器的中间，与两个静电传感器距离相等，使模型等效于等电位的行人；

步骤3：利用脉冲信号触发光电传感器模拟人体进入门体范围，然后向人体模型充电使其带电；

步骤4：通过静电传感器对人体模型上的电位进行测量，根据测量结果选择是否对系统参数进行调整。

本方法利用金属铜制作与人体宽度、高度相似，表面积相当的人体模型，在门禁静电检测系统标定时能够有效模拟人体的电位分布。通过严格的时序控制，能够效模拟人体正常通过门禁静电检测系统时系统的工作情况，保证了系统在静电测试时传感器感应电荷分布稳定且电荷对地泄露较小，保证了直接感应式静电测量方法的准确性。通过对比测试数据与人体模型输入的电压值，可判定直接感应式门禁静电检测系统测量准确性，这就保证了检验标定直接感应式门禁静电检测系统的测试精度，除此之外还可以改变人体模型输入的电压值，对此测量后还可以对系统的线性度进行测试。

优选地，所述步骤4中，若测量值与向人体模型通的电压值差距不超过±10％，则该直接感应式门禁静电检测系统性能良好，无需调整；若误差超过±10％，则需要对系统相关参数进行调整；测量的误差是不可避免的，一般情况误差范围在±10％内的都认为是性能良好，超过±10％的都需要对系统进行调整再测试，保证了检验标定直接感应式门禁静电检测系统的测试精度。

优选地，所述步骤3中人体模型的充电时间为0.1s，充电时间短，静电传感器上的感应电荷基本完成排布且电荷对地泄露较小，测量较为准确。

优选地，所述步骤1中采用金属铜制作人体模型，金属铜为常用的导体，具有良好的导电性，充电后电荷能够迅速的在模型上快速均匀的分散开来，更有效的模拟人体的带电情况，能使测试结果更为准确，其他的导电性良好的材料亦可作为模型材料。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明中，通过严格的时序控制，能够效模拟人体正常通过门禁静电检测系统时系统的工作情况，保证了系统在静电测试时传感器感应电荷分布稳定且电荷对地泄露较小，保证了直接感应式静电测量方法的准确性。通过对比测试数据与人体模型输入的电压值，可判定直接感应式门禁静电检测系统测量准确性，这就保证了检验标定直接感应式门禁静电检测系统的测试精度。

(2)本发明中，测量的误差是不可避免的，一般情况误差范围在±10％内的都认为是性能良好，超过±10％的都需要对系统进行调整再测试，保证了检验标定直接感应式门禁静电检测系统的测试精度。

(3)本发明中，采用金属铜制作人体模型，金属铜为常用的导体，具有良好的导电性，充电后电荷能够迅速的在模型上快速均匀的分散开来，更有效的模拟人体的带电情况，能使测试结果更为准确，其他的导电性良好的材料亦可作为模型材料。

附图说明

图1为本发明的直接感应式静电传感器测量原理图；

图2为本发明的直接感应式门禁静电检测系统测量示意图；

图3位本发明的触发信号与人体模型输入电压时序图；

附图中标记：1-光电传感器，2-静电传感器。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

一种直接感应式门禁静电检测系统的标定方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1：根据典型人体，用铜制作出宽度和高度相同，表面积相当的人体模型；

步骤2：将步骤1所制作的人体模型放置于两个静电传感器2的中间，与两个静电传感器2距离相等，使模型等效于等电位的行人；

步骤3：利用脉冲信号触发光电传感器1模拟人体进入门体范围，然后向人体模型充电使其带电；

步骤4：通过静电传感器2对人体模型上的电位进行测量，根据测量结果选择是否对系统参数进行调整。

直接感应式门禁静电检测系统采用接地屏蔽-电容分压原理，其静电感应原理示意图如图1所示。

图中T是直接感应式静电传感器2，L是等效电路，C1是被测带电体与传感器间的感应电容，C2和R2是测量电路上的元件。在测量时，由于直接感应式静电传感器2T上出现感应电荷，C1与C2串联，在测量过程中，C2上的电荷通过仪器输入电阻R2对地泄露，传感器T上的电位U2与被测带电体表面电位U1的关系如下：

由上式可知，直接感应式测量值随着时间t指数地衰减，因此，在测量带电体电压时，应该在带电体接近静电传感器2时短时间内完成测量，否则可能导致测量不准确。

直接感应式门禁静电检测系统测量示意图如图2所示，其测量关键点之一为在行人最接近静电传感器2时迅速测量出行人身体的电位。一般方式为在门板前端安装光电传感器1，光电传感器1与静电传感器2距离为d(m)，行人通过门体时，首先触发光电传感器1，假设行人正常速度为1(m/s)，则行人d(s)后与静电传感器2距离最近，一般系统需在光电传感器1触发后d(s)对静电值进行测量。

首先计算出典型人体的表面积，利用金属铜制作出与人体宽度、高度相似，表面积相当的人体模型，在进行系统标定时，将该模型放置于两个静电传感器2的中间，与两个静电传感器2距离相等，模型等效于等电位的行人。

标定过程中，首先利用脉冲信号触发光电传感器1模拟人体进入门体范围，d-0.1(s)后向人体模型通上一定值的电压，使人体模型带电。由于人体模型与正常人体宽度、高度相似，表面积相当，因此，人体模型上的电位分布规律基本与行人通过门体时的静电分布规律相似。光电传感器1脉冲触发信号与人体模型输入电压时序如图3所示。

在人体模型充电后0.1s，即光电传感器1触发d(s)后，系统将控制静电传感器2对人体模型上的电位进行测量，此时静电传感器2上的感应电荷基本已经完成排布且电荷对地泄露较小，测量较为准确。若测量值与向人体模型通的电压值差距不超过±10％，则基本认为此直接感应式门禁静电检测系统性能良好，若误差超过±10％，则需要对系统相关参数进行调整。

此外，采用上述标定方法，通过改变向人体模型通的电压值，多次测量还可以对系统的线性度进行测试。

尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (4)

1.一种直接感应式门禁静电检测系统的标定方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1：根据典型人体，用金属制作出宽度和高度相同，表面积相当的人体模型；

步骤2：将步骤1所制作的人体模型放置于两个静电传感器的中间，与两个静电传感器距离相等，使模型等效于等电位的行人；

步骤3：利用脉冲信号触发光电传感器模拟人体进入门体范围，然后向人体模型充电使其带电；

步骤4：通过静电传感器对人体模型上的电位进行测量，根据测量结果选择是否对系统参数进行调整。

2.根据权利要求1所述的直接感应式门禁静电检测系统的标定方法，其特征在于：所述步骤4中，若测量值与向人体模型通的电压值差距不超过±10％，则该直接感应式门禁静电检测系统性能良好，无需调整；若误差超过±10％，则需要对系统相关参数进行调整。

3.根据权利要求1所述的直接感应式门禁静电检测系统的标定方法，其特征在于：所述步骤3中人体模型的充电时间为0.1s。

4.根据权利要求1所述的直接感应式门禁静电检测系统的标定方法，其特征在于：所述步骤1中采用金属铜制作人体模型。