CN2318639Y - 静电接地系统的接地监测器 - Google Patents

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Abstract

一种静电接地系统的接地监测器,包括检测电路,该检测电路包括极性测试电路、降压整流电路、接地测试电路及警报装置。其中极性测试电路引入交流市电电源并测试其极性以区分出电源线路中的接地线或中性线的标准零电位线路;降压整流电路,将交流市电转换成低压直流电源供接地测试电路用;接地测试电路引入测出的零电位线路,并与接至接地总线的测试线路电位比较以检测该接地总线是否真正接地,若未接地送警报驱动信号给警报装置。

Description

静电接地系统的 接地监测器
本实用新型涉及一种静电接地系统的接地监测器，特别应用于对静电接地的接地总线进行接地状态检测。
静电接地工程广泛使用于集成电路(IC)制造及精密电路组装工作场所中，尤其是对于静电敏感的集成电路及某些部分的电子元件，必需通过实施静电接地工程来将现场工作人员身体所带有的静电，完全导入大地之中，从而使人员在制造或组配施工上能更加顺畅无阻，因此，该静电接地工程直接影响集成电路的制造及精密电路的组配性能。
然而，在目前电子业界所普遍采用的静电接地方式，是以接地腕带或导电桌垫为主，即每一个现场工作人员在手部皆配戴一个防静电腕带或放置一防静电桌垫，以将静电导出人体，而该多个腕带是由一个接地总线转接到接地棒，通过接地棒将该静电导入大地，因此总线必需真正接地，才能发挥静电接地的效果。
但是，一般静电接地总线中，在检测与接地棒接地状态上，是采用电表测量或人员沿线目视检测的方式，来检测该接地总线接地状态，因此该接地总线的检测相当耗费人力及时间；在检测过程中，势必停止现场作业，从而造成不便，且易受人为疏忽失误造成的影响，其检测结果也不精确。此外，这种传统静电接地检测方式，无法随时对该接地总线作接地状态检测，容易因该接地总线发生接地故障(例如：断线)或接地不良，造成假接地，且无法立即发出警讯，使现场工作人员马上停工检修线路，而导致诸如集成电路等元件受到静电破坏，形成大量产品及元件损失。
本实用新型的目的在于提供一种静电接地系统的接地监测器，以随时保持监测接地总线与接地棒间接地状态，当有接地故障或接地不良情况发生时，立即由一警报装置发出警报信号，以使现场工作人员立即停工检修线路，从而大幅降低产品及元件损失的机率，并提高接地总线接地检测的精确度。
本实用新型的目的是这样实现的，即提供一种静电接地系统的接地监测器，包括：引入交流市电电源的一极性测试电路，其包括一切换开关、一检测切换开关、一极性指示灯及极性检测指示灯，该极性指示灯与极性检测指示灯的一端连接至切换开关的一公共接点，极性指示灯另一端则连接至切换开关的金属外壳或拨杆，而该极性测试指示灯的另一端则连接至单相三线系统中的中央接地线，同时连接至该检测切换开关的一选择接点，作为单相三线系统的参考零电位的引出，以及该切换开关的另一公共接点连接至该检测切换开关的另一选择接点上，从而引出单相双线系统的参考零电位，通过切换开关切换该交流市电电源线路，并通过手指接触该切换开关的金属外壳或拨杆以及配合极性指示灯及极性检测指示灯的明或灭状态，将测出的交流市电电源线路中单相双线系统或单相三线系统接地线作参考接地电位，并通过该检测切换开关的公共接点引出；一降压整流电路，其包括将该极性测试电路引入的交流市电电源进行降压的一变压器及将降压的电流整流为稳定的直流电源的桥式整流器，该桥式整流器的负端连接至待测的接地总线；一接地测试电路，其接受来自降压整流电路的直流电源，至少包括一光隔离装置及继电器，其中，该光隔离装置的正、负输入端分别连接至降压整流电路的桥式整流器的正端及从极性测试电路的检测切换开关公共接点引出的交流市电的单相双线系统或单相三线系统电源线路的接地线，其正输出端连接至降压整流电路的桥式整流器的正端及继电器的公用接点，其负输出端与桥式整流器负端间跨接继电器的线圈，从而该桥式整流器的负端与该交流市电电源线的接地线进行电位比较，判定该连接于桥式整流器的接地总线是否真正接地并令该继电器作相应激励或不激励，以使该继电器的公用接点输出或不输出警报驱动信号；一警报装置，连接于继电器的常闭接点与桥式整流器的负端间，受该继电器的控制，在连接于桥式整流器负端的接地总线接地不确实或接地不良时启动，送出接地不确实或接地不良的警报信号者。
本实用新型装置的优点在于，采用静电系统的接地监测器取代电表测量或人员沿线路目视检测，节省了人力及时间，并且避免了由于人为疏忽失误造成的检测结果不准确，且能够随时对接地总线作接地状态检测，当有接地故障或接地不良发生时，迅速发出警报，从而防止元件受到损坏，提高了产品的质量。
以下结合附图，描述本实用新型实施例，其中：
图1是本实用新型的详细电路图；
图2是本实用新型的较佳实施例图；
图3为一立体图，是显示图二机壳背面的状况；
图4是本实用新型的应用实例图；
首先如图1所示，本实用新型的检测器，其包括一检测电路100，以下将用标号100表示。该检测电路100，包括一极性测试电路10，该极性测试电路10由一插头11引入交流市电，该交流市电的电压可以是单相双线110伏或单相三线220伏，一电源开关S1连结在其中一电源线路A上，以控制电源的输入。
一切换开关S2，为一多路开关形式，在图1中，以双刀双投的三路开关为例，加以说明。其中，该选择接点C及D分别连接至该电源线路A及B，且该选择接点C及D与另一对选择接点E及F呈交叉的连接方式；一公共接点G，串接一电阻器R1极性指示灯L1，该极性指示灯L1在图1中以氖灯或其他显示元件构成，且该串联电阻器R1和极性指示灯L1串联的网路末端连接到该切换开关S2的金属外壳或其他的金属杆上(图中未显示)，在图1中，以接地符号表示，通过该公共接点G，经切换开关S2拨切操作，分别连接至电源线路A或B时，经由人体的手部接触(即相对零电位)该切换开关S2的拨杆或金属外壳，观察极性指示灯L1的明或灭来确定该电源线路A及B是否为交流市电中单相双线110伏系统电源的中性线，即真正零电位的线路；另外该切换开关S2的另一公共接点H，在该电源线路A或B之一被确定为交流市电的单相双线110伏系统的接地线或电源的中性线后，引出作为标准参考比较的标准零电位，即用作标准的参考零电位，通过极性指示灯L1明或灭，判断该电源线路A或电源线路B的状态。
另外，在单相三线220伏的系统中，将该中央接地线(EARTH)E′连接到一极性检测灯L1′一端，而该极性检测灯L1′的另一端则连接到该切换开关S2的公共接点G上，由切换开关S2的切换操作，该极性检测灯L1′点亮，则表示该中央接地线E′为真正的零电位，这样可预防该中央接地线E′假接地所造成的检测错误，同时该中央接地线E′与该切换开关S2的公共接点H分别连接一检测切换开关SP的选择接点，而该检测切换开关SP的公共接点H1引出作为单相双线及单相三线系统的接地测试参考零电位。
一降压整流电路20，包括一变压器T1，该变压器T1高压侧中心抽头为N，该中心抽头N通过一电压选择开关S3，来选择与电源线路A连接或不连接，从而使该变压器T1的高压侧可送入至少两种不同电压的电源，例如：上述电源线路A及B所载入的110伏或220伏的交流市电电源，在该变压器T1的低压侧则连结一电容器C1及电感线圈L，用于抑制该低压侧的电源突然波动，并再连结一桥式整流器21，该桥式整流器21的正端I输出至下一级的一接地测试电路30中，该负端J连接接地总线K的测试点(请参见图4所示)，用作接地比较的主要依据，且在该正端I及负端J间，分别跨接一电阻器R2及电容器C2所组成的滤波网路及一电源指示电路L2，以使桥式整流器21的正端I及负端J输出稳定的直流电源及显示该直流电源的输出状态，该电源指示电路L2可由各种指示灯或若干可循环明灭的灯组(如一般所称的霓虹灯)构成。
另一接地测试电路30，至少包括一光隔离装置31及继电器32，其中，光隔离装置31，可由光电耦合器、SSR(SOLID STATE RELAY，固态继电器)等元件构成，在图1中所显示的其固态继电器的型式，其内具有一放大器AMP，有放大输出功率的功能，且该正输入端311及负输入端312则分别连接至降压整流电路20的桥式整流器21的正端I及极性测试电路10中检测切换开关SP的公共接点H1；另外该光隔离装置31的正输出端313连接至桥式整流器21的正端I及继电器32公用接点CO，该负输出端314与桥式整流器21的负端J间跨接在继电器32的励磁线圈321两端，以控制该继电器32激励，以及，继电器32的常闭接点NC串接一可变电阻器VR后，与该桥式整流器21的负端J间连接一警报装置40，该警报装置40可以是蜂鸣器、扬声器或其他警报线路，可变电阻器VR可调整该音量或警报输出功率，并随时接受来自该接地测试电路30输出的假接地警报驱动信号；且在该继电器32的常闭接点NC连结由一电阻器R3及发光二极管LD1所构成的警示网路，及在该相对的常开接点NO连结由一电阻器R4及发光二极管LD2所构成的另一显示网路，以分别显示该接地检测的状态，诸如发光二极管LD1与该警报装置40同步动作；且发光二极管LD2显示正常接地时的状态，两发光二极管LD1及LD2的颜色可以不相同，以区分其显示状态。
在上述图1所示的检测电路100，实际操作时，先由极性测试电路10，在电源开关S1未闭合之前，先由手指碰触该检测切换开关SP的拨杆或金属外壳，配合该切换开关S2的切换操作及极性指示灯L1的明或灭显示，找出电源线路A或B其中一者为连接交流市电的真正接地线或中性线，例如：该切换开关S2在向下拨切的状态，该极性指示灯L1为亮起，则显示此时该切换开关S2公共接点H1所连接的电源线路A为电源中的真正接地线，相对的电源线B即为带有电压的线路(一般称为火线)；从而将真正的接地参考电位经由该公共接点连接到接地测试电路30的光隔离装置31的负输入端312，并再将电源开关S1闭合，如此一来，将使该桥式整流器21的负端J(连接至接地总线K，如图4所示)与该公共接点H1形成电位比较效果，也就是该接地总线K必需真正接入大地，方能使其接地电位与该公共接点H1所引出的接地电位相同，所以若该接地总线K未真正接地(即断线或接地不良时)，则该公共接点H1的电位与该桥式整流器21的负端J的电位明显不同，而存有电位差，将使该光隔离装置31无法动作，故该光隔离装置31的正输出端313及负输出端314间为开路状态，使继电器32的线圈321无法激励动作，使该警报装置40可获得警报驱动信号而发出警报讯息。
反之，当该接地总线K确实接地时，则该桥式整流器21的负端J与该检测切换开关SP的公共接点H1为相等电位，即两者为无电位差的状态，使该光隔离装置31动作，致使该正输出端313与负输出端314为导通的状态，而使该继电器32的线圈321激励，以令该常闭接点NC呈断路状态，使警报装置40无法获得任何警报驱动信号，从而无任何警报的声音或讯号发出，达到本实用新型确实及精确检验的目的。
参阅图2～图4，图2及图3所示为本实用新型实施例装置，在该装置中，将该检测电路100包装于一机壳200内，其中，极性显示灯L1、电源指示电路L2的指示灯(图中未显示)、电源开关S1、切换开关S2、检测切换开关SP及可变电阻器VR设置于外部，且该接地测试电路30的发光二极管LD1及LD2也设于该机壳200外部；而该桥式整流器21的负端J引出于该机壳200的后侧，可通过低阻抗的一测试线300连接至接地总线K(如图4所示的状态)的相应测试点，图4虚线所示的部分为接地腕带的接地线，使该接地总线K的接地状态可随时被检测出，并且在假接地或接地不良的情况下，马上发出警讯，警告现场人员停工检修，从而可使产品及元件的损失降至最低，提高静电接地检测的性能。

Claims (16)

1．一种静电接地系统的接地监测器，其特征在于，包括：
引入交流市电电源的一极性测试电路，其包括一切换开关、一检测切换开关、一极性指示灯及极性检测指示灯，该极性指示灯与极性检测指示灯的一端连接至切换开关的一公共接点，极性指示灯另一端则连接至切换开关的金属外壳或拨杆，而该极性测试指示灯的另一端则连接至单相三线系统中的中央接地线，同时连接至该检测切换开关的一选择接点，作为单相三线系统的参考零电位的引出，以及该切换开关的另一公共接点连接至该检测切换开关的另一选择接点上，从而引出单相双线系统的参考零电位，通过切换开关切换该交流市电电源线路，并通过手指接触该切换开关的金属外壳或拨杆以及配合极性指示灯及极性检测指示灯的明或灭状态，将测出的交流市电电源线路中单相双线系统或单相三线系统接地线作参考接地电位，并通过该检测切换开关的公共接点引出；
一降压整流电路，其包括将该极性测试电路引入的交流市电电源进行降压的一变压器及将降压的电流整流为稳定的直流电源的桥式整流器，该桥式整流器的负端连接至待测的接地总线；
一接地测试电路，其接受来自降压整流电路的直流电源，至少包括一光隔离装置及继电器，其中，该光隔离装置的正、负输入端分别连接至降压整流电路的桥式整流器的正端及从极性测试电路的检测切换开关公共接点引出的交流市电的单相双线系统或单相三线系统电源线路的接地线，其正输出端连接至降压整流电路的桥式整流器的正端及继电器的公用接点，其负输出端与桥式整流器负端间跨接继电器的线圈，从而该桥式整流器的负端与该交流市电电源线的接地线进行电位比较，判定该连接于桥式整流器的接地总线是否真正接地并令该继电器作相应激励或不激励，以使该继电器的公用接点输出或不输出警报驱动信号；
一警报装置，连接于继电器的常闭接点与桥式整流器的负端间，受该继电器的控制，在连接于桥式整流器负端的接地总线接地不确实或接地不良时启动，送出接地不确实或接地不良的警报信号者。
2．如权利要求1所述的静电接地系统的接地监测器，其特征在于，所述极性测试电路，包括一控制该交流市电电源输入的电源开关。
3．如权利要求1所述的静电接地系统的接地监测器，其特征在于，所述极性测试电路的切换开关与检测切换开关为多投多接点开关。
4．如权利要求1所述的静电接地系统的接地监测器，其特征在于，所述极性测试电路的极性指示灯为氖灯或其他显示元件。
5．如权利要求1所述的静电接地系统的接地监测器，其特征在于，所述降压整流电路的变压器为一高压侧具有中心抽头的变压器。
6．如权利要求5所述的静电接地系统的接地监测器，其特征在于，所述变压器的中心抽头，配合一电压选择开关，选择不同电压的交流市电电源引入。
7．如权利要求1所述的静电接地系统的接地监测器，其特征在于，所述降压整流电路的变压器低压侧与桥式整流器间连接有抑制电源突然波动的一电容器及电感线圈。
8．如权利要求1所述的静电接地系统的接地监测器，其特征在于，所述降压整流电路的桥式整流器的正、负端间跨接有一使输出的直流电源稳定的滤波网路。
9．如权利要求8所述的静电接地系统的接地监测器，其特征在于，所述滤波网路由电容器及电阻器组成。
10．如权利要求1所述的静电接地系统的接地监测器，其特征在于，所述降压整流电路，还包括一电源指示电路，该指示直流电源输出状态的电源指示电路跨接于该桥式整流器的正、负端间。
11．如权利要求10所述的静电接地系统的接地监测器，其特征在于，所述电源指示电路可为各种指示灯或若干循环明灭灯。
12．如权利要求1所述的静电接地系统的接地监测器，其特征在于，所述接地测试电路的光隔离装置为固态继电器或光耦合器。
13．如权利要求12所述的静电接地系统的接地监测器，其特征在于，所述固态继电器内部具有一放大器。
14．如权利要求1所述的静电接地系统的接地监测器，其特征在于，所述接地测试电路的继电器的常闭接点与警报装置间设有一调整该警报装置的输出功率的可变电阻器。
15．如权利要求1或14所述的静电接地系统的接地监测器，其特征在于，所述警报装置为蜂鸣器、扬声器或警报线路。
16．如权利要求1或14所述的静电接地系统的接地监测器，其特征在于，所述继电器的常闭接点及常开接点分别连接由一电阻器及发光二极管构成的分别显示该接地检测的警报及接地正常状态的警示及显示网路。
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