CN201684292U

CN201684292U - 新型人体静电释放报警仪

Info

Publication number: CN201684292U
Application number: CN2010201190922U
Authority: CN
Inventors: 郭朝宇; 马骥
Original assignee: OUBOTAIKE SAFETY EQUIPMENT CO Ltd QINGDAO
Current assignee: OUBOTAIKE SAFETY EQUIPMENT CO Ltd QINGDAO
Priority date: 2010-01-26
Filing date: 2010-01-26
Publication date: 2010-12-29
Anticipated expiration: 2020-01-26

Abstract

本实用新型公开一种新型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。该报警仪采用静电亚导体材料制作静电亚导体，由于静电亚导材料电阻率比较大，可以延长放电时间、可靠抑制静电放电能量，不会产生电击和火花放电。此方式既提高了放电过程中使用者释放静电的舒适度，又杜绝了因火花放电而产生的火灾或爆炸的发生。

Description

新型人体静电释放报警仪

技术领域

本实用新型涉及一种人体静电检测、释放装置，具体的说是一种新型人体静电释放报警仪。

背景技术

近年来，我国石油化工等行业高速发展的同时，相应的生产事故也进入了高发阶段，消除静电尤其是避免火花放电显得尤为重要，成为不可忽视的重要环节。为了预防和减少人体静电的危害，人们对易燃、易爆危险区域和防静电场所的静电危害和管理进行了深入的研究，研制了各式的人体静电消除装置。

由于人们穿着人造织物衣服日益普遍，而人造织物极易产生静电。油库工作人员在进入轻油泵房、罐顶上以及作业区时，静电超标则很有可能在接触金属时打火，产生火花放电。为防止静电可能产生的火花避免火花放电，需对进入轻油泵房、轻油罐顶上、轻油作业区的操作平台，以及爆炸危险区域等处的扶梯上或入口处设置消除人体静电的装置。

目前，广泛应用的静电消除装置都是采用金属导体接地放电的方式来消除人体静电。此方式不可避免地存在极短时间静电放电能量较大，容易打火，导致人体电击和引发火灾爆炸事故的可能性，并且现有方式都不能检测并直观的反映人体的静电是否完全释放完全，存在极大的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型人体静电释放报警仪，该报警仪具有结构简单，使用安全、舒适的优势。

本实用新型为实现上述目的，采用的技术解决方案是：

新型人体静电释放报警仪，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。

上述报警模块包括蜂鸣器和指示灯。

上述新型人体静电释放报警仪还包括导杆，导杆上方设置导静电体，导杆外套置有套筒，导杆和套筒之间设置压缩弹簧，导杆能够沿套筒上下移动；导静电体通过导线连接压缩弹簧的上端，压缩弹簧下端通过导线连接静电亚导体。

上述导杆外周设有凸部，套筒上设有与凸部相适配的凹部。

上述导杆下方设有触发器，导杆下端与触发器的触发点相接触。

上述导杆下方设置有报警器外壳，触发器、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均设置在报警器外壳内。

上述报警器外壳下方连接导电立柱，导电立柱下端设置有安装支脚。

上述静电亚导体、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均采用环氧树脂浇封处理。

本实用新型的有益效果：

1、将静电亚导体应用于新型人体静电释放报警仪，由于静电亚导材料电阻率比较大，可以延长放电时间、可抑制静电放电能量，不会产生电击和火花放电。此方式既提高了放电过程中使用者释放静电的舒适度，又杜绝了因火花放电而产生的火灾或爆炸的发生。

2、静电压检测回路，带有声音和指示灯提示功能，能够及时判断人体静电压是否在安全范围内，对于静电压超过设定值时做出声光报警提示。

3、导静电体通过导线连接压缩弹簧的上端，压缩弹簧下端通过导线连接静电亚导体，此结构中压缩弹簧作为导线的一部分，按下静电亚导体时压缩弹簧作为形变导线，能够极大延长报警仪的使用寿命。

4、导杆外周设有凸部，套筒上设有与凸部相适配的凹部，防止使用时导静电体转动。

5、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采用环氧树脂浇封处理，保证了产品在恶劣和腐蚀性环境的耐用性。

附图说明

图1为新型人体静电释放报警仪的结构示意图。

图2为图1中A-A线剖视图。

图3为静电压检测回路、静电释放回路的模块连接框图。

下面结合附图对本实用新型进行详细说明：

具体实施方式

结合图1至图3，新型人体静电释放报警仪，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。

新型人体静电释放报警仪，还包括导杆1，导杆1上方设置导静电体2，导杆1外套置有套筒3，导杆1和套筒3之间设置压缩弹簧4，导杆1能够沿套筒3上下移动。导杆1外周设有凸部5，套筒3上设有与凸部5相适配的凹部6，且导杆1和套筒3均采用绝缘材料。导静电体2通过导线7连接压缩弹簧4的上端，压缩弹簧4下端通过导线8连接静电亚导体。

导杆1下方设有触发器，导杆1下端垫有挡板9，挡板9与触发器的触发点相接触。当人手按下导静电体时，导静电体2、导杆1和挡板9同时向下移动触发触发器，启动电压检测模块开始检测静电压。导杆1下方设置有报警器外壳10，静电亚导体、触发器、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均设置在报警器外壳10内。为适应恶劣和腐蚀性环境，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采用环氧树脂浇封处理。报警器外壳10下方连接导电立柱11，导电立柱11下端设置有安装支脚12，接地线一端连接安装支脚，另一端接地桩。警示牌通过两枚螺栓安装在导电立柱上。

在使用时，使用人员将手压在导静电体上，如果人体所带静电压高于安全电压范围，则指示灯红灯亮，蜂鸣器报警，同时静电释放回路开始导除静电，直到静电压下降到设置的安全电压范围内，指示灯绿灯亮，蜂鸣器停止报警，表示放电结束。

新型人体静电释放报警仪使用时，可以通过膨胀螺栓和立柱下的安装支脚直接固定在地面上，可以使用螺栓和立柱上的通孔安装在墙壁、楼梯扶手等接有地线的设备、装置的明显处，也可以根据用户的需求及现场的自然条件进行合理安排使用。

下面结合测试计算数据，对使用静电亚导体和普通导体两种不同产品进行对比：

静电亚导体是在任何条件下，体电阻率大于1×10⁶Ω·m，小于1×10¹⁰Ω·m的物料及表面电阻率大于1×10⁷Ω·m，小于1×10¹¹Ω·m的固体表面。

静电亚导体采用的材料由占总重量80％～85％的绝缘橡胶和占总重量15％～20％的乙炔炭黑在130℃～140℃温度下混炼2～3分钟，然后经双螺杆机挤压成薄片状，完成绝缘橡胶材料的改性，制成静电亚导体材料。

火花放电的原因：两导体之间的电场强度超过击穿强度时就会发生火花放电。对于平行板或曲率半径很大的面，如果间隙为10mm，击穿强度约为3×10³kV/m。如果间隙减少，击穿强度随之略增大。发生放电的导体，所有电荷几乎全部进入火花，即几乎火花消耗掉所有静电能量。如果导体和大地之间的放电通路上有电阻，火花能量将小于该值，但火花持续时间较长。

当人体静电电压达到2000V时，人体与普通导体之间的放电能量可达0.4mJ，这远远高于油品蒸汽的最小点火能0.2mJ，氢气最小点火能0.1mJ，完全具备引发火灾爆炸事故的条件。

人体与导体间发生放电的电荷量达到2×10^-7C以上时就可能感到电击。当人体电容为100pF时，发生电击的人体电位约3000V。

当人体电位在1000V时与普通导体间放电的电击程度为：手指外侧有感觉并发出微弱的放电声，当人体电位达到3000V时，人体就会有明显的电击感，有被针扎的感觉，微疼。

在湿度低于40％RH场所，人体较容易带电，通常情况下，人体带电2000V～5000V。使人体有电击感的放电电压约2000V～2500V。

大多数人体电容在100pF～400pF(少数可达1000pF)，带电2000V～5000V的人体储能0.4mJ～2.5mJ(W＝CV²/2，人体电容按200pF计算)；人体表面电阻500Ω～5000Ω，实验证明，人体对接地普通导体体瞬间(约几十纳秒)放电能量转移高达80％～100％，足以点燃易燃易爆类气体、油气等。

导体间的静电放电能量按下式计算：

W = \frac{1}{2} {CV}^{2}

式中：W——放电能量，J；

C——导体间的等效电容，F；

V——导体间的电位差，V。

当W数值大于可燃物的最小点燃能量时，就有引燃危险。

按人体带电2000V，人体电容200pF，计算得人体储能为0.4mJ，远远大于最小引燃能量0.2mJ。

能量释放按以下公式计算

W = I^{2} RT = \frac{U^{2}}{R} T

式中：U-----人体静电压V

I-----放电电流A

R-----放电回路电阻Ω

T-----放电时间S

能量释放对比表：(人体静电压2000V)

	普通导体(100Ω)	静电亚导体(取最小1×10⁶Ω)
			放电时间(T)	10nS	0.1ms
放电电流(I)	20A	20mA
			火花放电程度	极易	难

由上述数据可见得，静电释放回路将人体的静电通过静电亚导体释放，能缓慢释放静电，使静电安全泄放。具有放电时间长，放电过程中无明显的电击感及针扎感觉，提高了放电过程中使用者释放静电的舒适度。放电电流小达到防爆许可的范围，杜绝了因火花放电而产生的火灾或爆炸的发生。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.新型人体静电释放报警仪，其特征在于：所述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。

2.根据权利要求1所述的新型人体静电释放报警仪，其特征在于：所述报警模块包括蜂鸣器和指示灯。

3.根据权利要求1或2所述的新型人体静电释放报警仪，其特征在于：所述新型人体静电释放报警仪还包括导杆，导杆上方设置导静电体，导杆外套置有套筒，导杆和套筒之间设置压缩弹簧，导杆能够沿套筒上下移动；导静电体通过导线连接压缩弹簧的上端，压缩弹簧下端通过导线连接静电亚导体。

4.根据权利要求3所述的新型人体静电释放报警仪，其特征在于：所述导杆外周设有凸部，套筒上设有与凸部相适配的凹部。

5.根据权利要求3所述的新型人体静电释放报警仪，其特征在于：所述导杆下方设有触发器，导杆下端与触发器的触发点相接触。

6.根据权利要求5所述的新型人体静电释放报警仪，其特征在于：所述导杆下方设置有报警器外壳，触发器、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均设置在报警器外壳内。

7.根据权利要求6所述的新型人体静电释放报警仪，其特征在于：所述报警器外壳下方连接导电立柱，导电立柱下端设置有安装支脚。

8.根据权利要求1或6所述的新型人体静电释放报警仪，其特征在于：所述静电亚导体、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均采用环氧树脂浇封处理。