CN207924024U - 一种便携式电磁场辐射检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种便携式电磁场辐射检测装置，包括表盘、传感器组件、控制单元、报警装置、手腕带和电源。传感器组件包括电场传感器、磁场传感器和振动传感器，电场传感器、磁场传感器设在表盘上部，振动传感器设在表盘背面，紧贴使用者皮肤，控制单元包括滤波放大网络、模数转换模块和单片机，报警装置包括磁场LED指示灯、电场LED指示灯和蜂鸣器，设在表盘中央。该检测装置实现电场和磁场的同时采集，通过振动传感器判定装置是否在佩戴状态，以唤醒单片机的采样，降低待机功耗；滤波放大电路采用AD620型号和OP07型号放大器进行组合设计，降低噪声系数，提高宽频带信号检测，且两级放大精度高、响应时间快，误差小。

Description

一种便携式电磁场辐射检测装置

技术领域

本实用新型涉及检测装置技术领域，尤其指一种用于生活场所、施工场所的电磁场辐射的检测。

背景技术

随着科学技术的快速进步，家用电器的普及，通讯事业的迅猛发展，轨道交通的大面积建设，施工现场切割设备，机电设备得到了大量的应用。智能设备的使用一方面提升了人们的工作效率，改变了人们的生活方式，但另一方面带来了电磁辐射污染，使电磁辐射污染成为水污染、大气污染和噪声污染之后的第四大污染。由于电磁辐射无色、无味、看不见和摸不着，人们无法通过感觉器官察觉这种隐形污染。研究已经证实，超过一定程度和一定时间的电磁辐射会对人体产生不同程度的影响，长期暴露在电磁场中，可能导致儿童患白血病；能够诱发癌症、影响生殖；还对人的视觉系统有伤害。鉴于此，研制出便携式电磁辐射检测装置不仅能方便地测出电磁辐射的相关参数，而且能对电磁辐射环境做出评估，判别出当前电磁辐射是否会对人体产生影响。

目前市面上能测量电磁辐射量的设备主要包括频谱分析仪、家用电磁辐射测量仪。数字频谱分析仪使用数模转换器对输入信号进行采样，通过快速傅立叶变换计算出输入信号频谱分量并加以显示。但其体重庞大，售价都高达数千美元，并且需要专业人员进行操作。

家用电磁辐射测量仪使用相配备的测试天线，测量天线在空间中某一点感应的电压。工作原理与硬件实现相对于频谱分析仪要简单、成本要低。但是携带不方便、施工现场测试时不能佩戴操作，使用不简易的问题。

现有使用的电磁波噪声强度检测装置其测定方法是采用模拟电子技术，以基准电压为参考，将感应到的电磁波信号强度进行对比，通过指示灯的方式判断当前背景噪声是否超标，其不足之处是：

1).强度指示不直观，需要一定的经验来判定噪声水平；

2).测量系统结构复杂，不便于局部或特定区域的电磁波信号强度的测量；

3).电磁场检测通道有限，无法完成对电场信号检测；

4).体积大，不方便携带；

5).功能分散，现有装置主要是单路通道检测电磁场强度，无法同时提供电场、磁场分量强度的检测，如需获得多种信息需添置更多设备；

6).功耗较高，需要配备大容量电磁供电。

发明内容

本实用新型设计目的是：针对背景技术的不足提供了一种低功耗、低成本、高可靠性，通过手腕佩戴的方式，方便在施工现场、工作场所进行电磁场辐射检测的装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种便携式电磁场辐射检测装置，包括表盘、传感器组件、控制单元、报警装置、手腕带和电源。

所述传感器组件包括电场传感器、磁场传感器和振动传感器，所述电场传感器、磁场传感器设在所述表盘上部，所述电场传感器采用平板电容传感器，所述磁场传感器采用正交型框型线圈，所述振动传感器设置于振动模块中，设在所述表盘背面，紧贴使用者皮肤，所述振动模块直接与所述单片机连接；

所述控制单元包括滤波放大网络、模数转换模块和单片机，所述滤波放大电路采用放大器进行组合设计，经过放大器将信号进行放大，所述模数转换模块实施A/D采样，将各类传感器捕获的信号经过转换后传送给单片机，所述单片机选用超低功耗的MSP430混合信号处理器；

所述报警装置包括磁场LED指示灯、电场LED指示灯和蜂鸣器，设在所述表盘中央，由传感器探头检测到的电磁信号通过滤波放大后，信号进入模数转换模块，转换后的数字信号送到单片机中进行处理。在程序设计中，对所得的数据进行计算，得出电磁辐射功率密度的大小，与标准值进行判断比较，电场和磁场超标时，对应LED闪变，同时对超过限定值的数据进行蜂鸣器报警，以示测量到的功率密度值超出了限定值；

所述手腕带包括左手腕带和右手腕带，分别设在所述表盘的左右两侧；

所述电源由钮扣电池供电。

进一步的方案，所述滤波放大电路采用两级放大。

进一步的方案，所述A/D采样配有MAX152系列转换器。

进一步的方案，所述振动传感器选用SW-520D振动开关。

实施本实用新型的便携式电磁场辐射检测装置，具有以下有益效果：

1.采用平板电容传感器、正交型框型线圈实现电场和磁场的同时采集，减少体积，方便便携式携带；

2.选用低功耗的MSP430混合信号处理器实现低功耗；

3.通过振动传感器判定装置是否在佩戴状态，以唤醒单片机的采样，降低待机功耗；

4.滤波放大电路采用AD620型号和 OP07型号放大器进行组合设计，降低噪声系数，提高宽频带信号检测，两级放大精度高、响应时间快，误差小。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实施例便携式电磁场辐射检测装置的示意图；

图2为本实施例便携式电磁场辐射检测装置的控制原理图；

图3为本实施例所述滤波放大电路控制图；

其中，1-磁场LED指示灯，2-电场LED指示灯，3-表盘，4-蜂鸣器，5-左手腕带，6-右手腕带。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例：

如图1所示，本实用新型提出的一种便携式电磁场辐射检测装置，包括表盘3、传感器组件（电场传感器、磁场传感器、振动传感器）、控制单元（滤波网络、放大部分、模数转换）、报警装置、手腕带和电源。

所述传感器组件包括电场传感器、磁场传感器和振动传感器，所述电场传感器、磁场传感器设在所述表盘3上部，所述电场传感器采用平板电容传感器，所述磁场传感器采用正交型框型线圈，所述振动传感器设置于振动模块中，设在所述表盘3背面，紧贴使用者皮肤，所述振动模块直接与所述单片机连接，通过振动传感器判定装置是否在佩戴状态，以唤醒单片机的采样，降低待机功耗。

所述控制单元包括滤波放大网络、模数转换模块和单片机，所述滤波放大电路采用AD620型号和OP07型号放大器进行组合设计，由于传感器接收到的信号微弱，要经过低噪声放大器将信号进行放大，所述模数转换模块实施A/D采样，将各类传感器捕获的信号经过转换后传送给单片机，所述单片机选用超低功耗的MSP430混合信号处理器，满足低能耗需求，实现小体积设计、方便手腕携带。

所述报警装置包括磁场LED指示灯1、电场LED指示灯2和蜂鸣器4，设在所述表盘3中央，由传感器探头检测到的电磁信号通过滤波放大后，信号进入模数转换模块，转换后的数字信号送到单片机中进行处理。在程序设计中，对所得的数据进行计算，得出电磁辐射功率密度的大小，与标准值进行判断比较，电场和磁场超标时，对应LED闪变，同时对超过限定值的数据进行蜂鸣器4报警，以示测量到的功率密度值超出了限定值。

所述手腕带包括左手腕带5和右手腕带6，分别设在所述表盘3的左右两侧。

所述电源由钮扣电池供电。

进一步的方案，所述滤波放大电路采用两级放大，第一级采用具有很高共模抑制比、线性度好的低功耗运算放电器AD620型号，第二级采用高精度、低失调电压型运算放大器OP07型号，这两级放大能够满足低噪放电器的噪声系数，频带宽的要求。

进一步的方案，所述A/D采样配有MAX152系列转换器，MAX152系列转换器的特点在于工作在3.0-3.6V之间，转换时间随电压的升高而降低，MAX152系列转换器经过直流和动态测试，它的处理结果可以作为无需任何外部接口逻辑的输入、输出端口出现。MAX152系列转换器把放大电路处理后的信号转换成数字信号，送至单片机进行下一步处理。

进一步的方案，所述振动传感器选用SW-520D，高灵敏度的震动开关SW-520D，通过振动判断检测本装置是否处于携带状态以唤醒单片机进行采样，以降低非工作状态下的待机功耗。

实施本实用新型的便携式电磁场辐射检测装置，具有以下有益效果：

采用平板电容传感器、正交型框型线圈实现电场和磁场的同时采集，低功耗器件MSP430混合信号处理器实现低功耗、小体积设计、方便手腕携带；通过振动传感器判定装置是否在佩戴状态，以唤醒单片机的采样，降低待机功耗；滤波放大电路采用AD620型号和OP07型号放大器进行组合设计，降低噪声系数，提高宽频带信号检测，两级放大精度高、响应时间快，误差小。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种便携式电磁场辐射检测装置，包括表盘、传感器组件、控制单元、报警装置、手腕带和电源，其特征在于：

所述传感器组件包括电场传感器、磁场传感器和振动传感器，所述电场传感器、磁场传感器设在所述表盘上部，所述电场传感器采用平板电容传感器，所述磁场传感器采用正交型框型线圈，所述振动传感器设置于振动模块中，设在所述表盘背面，紧贴使用者皮肤，所述振动模块直接与单片机连接；

所述控制单元包括滤波放大网络、模数转换模块和单片机，所述滤波放大电路采用放大器进行组合设计，所述模数转换模块实施A/D采样，所述单片机选用MSP430混合信号处理器；

所述报警装置包括磁场LED指示灯、电场LED指示灯和蜂鸣器，设在所述表盘中央；

所述手腕带包括左手腕带和右手腕带，分别设在所述表盘的左右两侧；

所述电源由钮扣电池供电。

2.根据权利要求1所述的便携式电磁场辐射检测装置，其特征在于：所述滤波放大电路采用两级放大。

3.根据权利要求1所述的便携式电磁场辐射检测装置，其特征在于：所述A/D采样配有MAX152系列转换器。

4.根据权利要求1所述的便携式电磁场辐射检测装置，其特征在于：所述振动传感器选用SW-520D振动开关。