CN217156655U - 一种非接触式静电检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种非接触式静电检测仪。本实用新型的支架顶部设置有空心铁球，支架上设置有报警灯、蜂鸣器、直流电源、人体红外感应模块和控制电路。控制电路包括主控芯片、两个电容、两个电阻、两个NPN三极管、两个NPN三极管和一个继电器。本实用新型通过空心铁球捕捉环境电量的变化，放大信号的环节由三极管的二级放大电路实现，经过放大处理的电流信号引起电阻的电压变化，主控芯片拾取该信号并做出判定，引出较小电流来控制继电器，继而控制整个警报装置。本实用新型原理简单，具有成本较低、安全、直观、普适性强等方面的特点，能够在加油站等多场景下提供便捷的运用。

Description

一种非接触式静电检测仪

技术领域

本实用新型属于检测设备技术领域，涉及加油站等多场景下的非接触式静电检测仪。

背景技术

静电是由于电子或离子的转移而形成，是正负电荷在局部范围内失去平衡的结果。静电作为自然灾害，也给人类社会造成了重大损失和危害。近年来在石油、化工、可燃气体、蒸气、粉尘等行业发生很多的安全事故,引起事故的很多原因中一个很重要的原因就是静电引起的火灾。为了从根本上减少甚至杜绝因静电引起的这类高危险度高损失事故的发生，静电防护工作是最重要、最急需解决的。

静电放电可形成高电压、强电场、瞬时大电流，其电流波形的上升时间可缩短到1ns，并伴随有强电磁辐射，形成静电电磁脉冲。形成的电磁脉冲会对电子设备造成严重的干扰和损伤。要防范静电事故，就需要将静电参数控制在安全范围之内，精确测量出相关静电参数，以此为依据及时作出预警和警报。目前的静电检测装备主要分为接触式和非接触式两类，接触式易受输入电容、输入阻抗等的影响，测算结果精确度低，并且只适用于测量金属体的静电电压。非接触式测量则不需要与带电体接触，不但能测量金属体的静电电位，也能测量绝缘体、半导体、导体的静电电位，且对被测体的影响小。

对于加油站、油库等存在油气危险源的场所，使用非接触式静电检测仪监测进入此空间的人员、设备等的静电安全性，防范静电事故的发生。非接触式静电监测，可以减少接触式易受输入阻抗等影响的缺点。

发明内容

本实用新型的目的就是提供一种非接触式静电检测仪，方便加油站等多场景下的静电测量和防控静电事故。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

包括支架、空心铁球、报警灯、蜂鸣器、直流电源、人体红外感应模块和控制电路。空心铁球设置在支架的顶部，其他部件设置在支架上。

所述的控制电路包括主控芯片、两个电容、两个电阻、两个NPN三极管、两个NPN三极管和一个继电器，具体是：

第一电容的一端接第一NPN三极管的基极，第二电容的一端接第一PNP三极管的基极，第一电容和第二电容连接后通过导线与空心铁球导通。

第一NPN三极管的发射极接第二NPN三极管的基极，第二NPN三极管的集电极接主控芯片的一个信号输入引脚，并通过第一电阻与第一NPN三极管的集电极连接后接+5V电源正极。

第一PNP三极管的发射极接第二PNP三极管的基极，第一PNP三极管的集电极、第二PNP三极管的集电极和第二NPN三极管的发射极连接后接地；第二PNP三极管的发射极接主控芯片的另一个信号输入引脚，并通过第二电阻接+5V电源正极；+5V电源负极通过手动控制开关接地。

人体红外感应模块的信号输出端、继电器控制端的两个引脚分别与主控芯片连接，继电器的被控制端、报警灯、蜂鸣器、直流电源串接。

所述的空心铁球感应到静电，产生感应电流，通过三极管放大；所述的主控芯片通过检测两个电阻上的电压变化，控制继电器吸合，触发报警灯和蜂鸣器工作，进行报警。

本实用新型通过空心铁球捕捉环境电量的变化，放大信号的环节由三极管的二级放大电路实现，经过放大处理的电流信号引起电阻的电压变化，主控芯片拾取该信号并做出判定，引出较小电流来控制继电器，继而控制整个警报装置。

本实用新型的有益效果是：传统的静电检测装置一般都以手持，小型为主。需要安排专业人员持有并进行手动操作，专业性强且效率较低，需要额外安排人工进行操作。而该静电检测装置通过感应、检测、报警三个过程，实现了半自动的静电检测。通过调整阈值，实现在携有超过安全静电量的顾客和车辆进入前发出警报。既节约时间成本，也节约了人工劳动力成本。在原有防静电装置的基础上进一步加强静电防护。只需在警报响起时安排进一步检测，基本不必再安排专门的静电检测人员。

本实用新型原理简单，具有成本较低、安全、直观、普适性强等方面的特点，能够在加油站等多场景下提供便捷的运用。本实用新型便于推广普及，可以实现在一定距离下对靠近的人或物是否携带达到可能导致危险的量值的静电进行检测和报警，以减少和避免被应用场景下静电所致危害的发生。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中控制电路的电路图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种加油站等多场景下的非接触式静电检测仪，包括支架1、空心铁球2、报警灯3、蜂鸣器4、直流电源5、人体红外感应模块6和控制电路。空心铁球2设置在支架1的顶部，其他部件设置在支架1上。

如图2所示，控制电路包括主控芯片U、继电器J、两个电容、两个电阻、两个NPN三极管和两个NPN三极管。

主控芯片U采用Arduino UNO单片机，是基于ATmega328P的Arduino开发板，具有14个数字输入/输出引脚、6个模拟输入引脚，一个16MHz的晶体振荡器，一个USB接口，一个DC接口，一个ICSP接口，一个复位按钮。包含了微控制器所需的一切，只需把它连接到计算机的USB接口，或者使用AC-DC适配器，再或者用电池，即可驱动。

第一电容C1的一端接第一NPN三极管N1的基极，第二电容C2的一端接第一PNP三极管P1的基极，第一电容C1和第二电容C2连接后通过导线与空心铁球2导通。

第一NPN三极管N1的发射极接第二NPN三极管N2的基极，第二NPN三极管N2的集电极接主控芯片U的一个信号输入引脚A0，并通过第一电阻R1与第一NPN三极管N1的集电极连接后接+5V电源的正极。

第一PNP三极管P1的发射极接第二PNP三极管P2的基极，第一PNP三极管P1的集电极、第二PNP三极管P2的集电极和第二NPN三极管N2的发射极连接后接地，第二PNP三极管P2的发射极接主控芯片U的另一个信号输入引脚A1，并通过第二电阻R2接+5V电源的正极；+5V电源的负极通过手动控制开关K接地。

人体红外感应模块6的信号输出端、继电器J控制端的两个引脚分别与主控芯片U连接，继电器的被控制端、报警灯3、蜂鸣器4、直流电源5(12V)串接。人体红外感应模块6感应到人体信息后，向主控芯片U发送信号。

报警灯3和蜂鸣器4可以集成，采用LTE-1101J民用警报灯，电铃和LED警报灯的结合体，在固定电压下可以实现工作。

人体红外感应模块6采用HC-SR501人体红外感应模块，利用范围内热量的变化对生物活动进行感应，当有人进入其感应范围则输入高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平。继电器J采用5V继电器，当输入量(激励量)的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。

工作状态下，开启手动控制开关K，将电路导通。人体红外感应模块6正对的120°，3m范围内进行红外检测，当检测到适当的热量变化时视为有人在范围内出现。如果人体带有静电，空心铁球2感应到静电，产生感应电流，通过三极管放大，主控芯片U检测到两个电阻上的电压变化，如果超过设定值，则控制继电器J吸合，触发报警灯3和蜂鸣器4工作，进行报警。

该检测装置采取双重控制，以达到较好的控制性，满足智能性和人工可操控性，也避免了红外检测模块在不使用时不稳定的状况，避免了无效功耗。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (2)

1.一种非接触式静电检测仪，包括支架(1)、空心铁球(2)、报警灯(3)、蜂鸣器(4)、直流电源(5)、人体红外感应模块(6)和控制电路；空心铁球(2)设置在支架(1)的顶部，其他部件设置在支架(1)上；其特征在于：

所述的控制电路包括主控芯片、两个电容、两个电阻、两个NPN三极管、两个NPN三极管和一个继电器，具体是：

第一电容的一端接第一NPN三极管的基极，第二电容的一端接第一PNP三极管的基极，第一电容和第二电容连接后通过导线与空心铁球(2)导通；

第一NPN三极管的发射极接第二NPN三极管的基极，第二NPN三极管的集电极接主控芯片的一个信号输入引脚，并通过第一电阻与第一NPN三极管的集电极连接后接+5V电源正极；

第一PNP三极管的发射极接第二PNP三极管的基极，第一PNP三极管的集电极、第二PNP三极管的集电极和第二NPN三极管的发射极连接后接地；第二PNP三极管的发射极接主控芯片的另一个信号输入引脚，并通过第二电阻接+5V电源正极；+5V电源负极通过手动控制开关接地；

人体红外感应模块(6)的信号输出端、继电器控制端的两个引脚分别与主控芯片连接，继电器的被控制端、报警灯(3)、蜂鸣器(4)、直流电源(5)串接；

所述的空心铁球(2)感应到静电，产生感应电流，通过三极管放大；所述的主控芯片通过检测两个电阻上的电压变化，控制继电器吸合，触发报警灯(3)和蜂鸣器(4)工作。

2.如权利要求1所述的一种非接触式静电检测仪，其特征在于：所述的报警灯(3)和蜂鸣器(4)采用集成的具有声光功能的警报灯。

Images