CN2408466Y - 接地状态监测装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于接地工程技术领域,该装置包括:一电源供应器,一初级检测电路;一缓冲电路;一显示装置;一比较电路及输入装置,一驱动装置及警报装置及一通讯电路。该装置具有随时监测待测的接地系统的接地汇流排、接地桩的状态,可及时发现假接地及接地故障状态,适时发出警报以提醒排除接地异常或故障并记录,还可以即时将现场监测资料直接传输至远端的遥测监控地点,进一步达到随时远距监测及掌握接地状态的效果。

Description

接地状态监测装置
本实用新型属于接地工程技术领域，特别涉及一种用于接地汇流排及接地桩接地形态检测的装置。
接地工程广泛使用于集成电路制造、精密电路组装工作场所、各机场中的航空器、加油站的加油车辆等等近距离或远距离的接地需求场合中，特别是对于静电敏感的集成电路、电子元件及承载人员或高燃爆性燃料的航空器、车辆，都必须藉由接地工程的实施来将现场工作人员身体所带有的静电及航空器、车辆因高速行驶所产生的表面静电，完全导入大地之中，以期使电子零组件制造、组配施工顺畅无阻及航空器与加油车辆的加、卸油动作上能更加安全，因此，该接地工程的品质及其接地状态的随时掌握、监控，成为接地工程成败的关键。
然而，以前常用以监测接地状态的方式，是以人工定期或不定期量测地面上接地汇流排与接地桩的接地电阻值，在量测上并无标准的接地系统可供比较，仅能依工作人员的经验判断接地状态是否异常，不但无法随时精确掌握接地状态，同时，在于接地桩锈蚀、接地桩与接地汇流排间断线、接地汇流排断线时，则易造成系统假接地的状态，若无法被迅速掌握及反应，将导致诸如集成电路制造线上因系统汇流排、接地桩假接地而造成困扰。并且，在于诸如机场、加油站等远距静电接地现场或据点中，除了无法随时监测接地状态外，若接地汇流排、接地桩的假接地现象无法被及时监测得知，则易因现场人员无法及时察觉的疏失，而酿成意外灾害。
本实用新型的目的在于为克服已有技术的不足之处，提供一种接地状态监测装置，使其具有随时监测待测的接地系统的接地汇流排、接地桩的状态，可及时发现假接地及接地故障状态，并于接地状态异常或故障时，适时发出警报以提醒排除接地异常或故障并记录，以作为日后查核的依据。还可以即时将接地汇流排、接地桩系统的现场监测资料直接传输至远端的遥测监控地点，进一步达到随时远距监测及掌握接地状态的效果。
本实用新型设计出一种接地状态监测装置，其特征在于，该装置包括：
一电源供应器，是转换交流市电电源为系统所需的直流工作电源，并藉以引入交流市电电源的一地线连结至该工作电源的接地端，而形成标准接地；
一初级检测电路，是连结待测接地桩及待测汇流排，并以所说的电源供应器的工作电源中的标准接地为依据，以初级检出该待测接地桩及待测接地汇流排相对于标准接地的接地状态，并加以转换成相对的电气讯号输出；
一缓冲电路，是将所说初级检测电路所检出的待测接地桩、待测接地汇流排的接地状态的电气讯号予以缓冲及放大输出；
一显示装置，是用以显示所说由缓冲电路输出的待测接地桩、待测汇流排接地状态的电气讯号，以接地电阻值、相对应的参数形态显示；
一比较电路及输入装置，比较电路的一输入端，是连结上述缓冲电路所输出的待测接地桩、待测接地汇流排接地状态的电气讯号，另一输入端则连结输入装置，以输入预设的接地电阻控制目标值，并于比较后，由比较电路的输出端输出其结果；
一驱动装置及警报装置，驱动装置是受比较电路的输出端驱动，于上述待测接地桩、待测接地汇流排的接地状态超越装置所输入的预设接地电阻控制目标值时，驱动警报装置发出接地异常警报；
一通讯电路，是将上述经缓冲电路输出及输入比较电路一输入端的待测接地桩及待测接地汇流排的接地状态的电气讯号传送至远端的遥测设备，以遥测监控远距接地的监测状态。
本实用新型所说的电源供应器采用具有一三脚插头以引接交流市电电源及电源中的地线。所说的三脚插头具有一地线接脚以连结地线。所说的电源供应器可具有一指示灯以指示地线是否确实连结引入。
所说的初级检测电路是包括一参考电位元件，以供作参考电位调整的依据。所说的参考电位元件为精密电阻器所构成。
所说的初级检测电路包括一切换开关，以切换操作该待测接地桩、待测接地汇流排检测及参考电位调整的功能。所说的初级检测电路还可包括有一可变电阻器以作为参考电位调整的操作。
所说的缓冲电路可为比较器构成。所说的缓冲电路还可包括有一可变电阻器，以作为标准接地归零的操作。所说的缓冲电路可有一切换开关，以切换显示装置与比较器输出端及输入端的连结。
所说的比较电路可由一比较器所构成。
所说的输入装置可由一电阻器、可变电阻器及电容器所构成；也可由若干操作按键、一微处理器及数位/类比转换器所构成。
所说的驱动电路主要由一晶体管构成。所说的驱动电路可有一指示灯，以指示警报装置动作的状态。
所说的通讯电路为RS-242通讯介面、USB等通讯线路架构。
本实用新型的工作原理及特点如下：
本实用新型采用一电源供应器，将交流市电中的标准接地零电位引入，并提供系统所需的工作电源，并以一初级检测电路及缓冲电路引入待测的接地系统，先作参考电位校正、归零调整及接地资料的检出并将上述检测而得的接地资料送入一显示装置中作显示及送入一比较电路的一输入端。采用一输入装置，用以输入设定接地控制目标值至比较电路的另一输入端，并与上述的接地资料相比较，于接地异常状态下，驱动一驱动装置启动一报警电路，以由警报电路发出接地异常警报，并由一通讯电路将上述中的接地检测资料及其异常状态送出。
本实用新型的主要特点在于，以交流市电中的地线为标准接地，以随时监测待测的接地系统的接地汇流排、接地桩的状态，并于接地状态异常或故障时，适时发出警报以提醒排除接地异常或故障并记录，以作为日后查核的依据。
其次，以交流市电的标准接地为检测依据，可随时监测因接地汇流排、接地桩锈蚀、断线等故障因素变化，所导致的假接地及接地故障状态。
再之，以即时将接地汇流排、接地桩系统的现场监测资料直接传输至远端的遥测监控地点，进一步达到随时远距监测及掌握接地状态的效果。
附图说明：
图1是本实用新型的系统电路框图。
图2是本实用新型的详细电路图。
图3a是本实用新型中的输入装置的电路结构实施例图。
图3b是本实用新型中的输入装置的另一电路结构实施例图。
图4是本实用新型的应用例图。
图5是本实用新型应用于加油罐车加油的示意图。
图6为本实用新型应用于船舶加油的示意图。
下面详细介绍本实用新型的实施例。
如图1所示，本实用新型的接地状态检测装置100，包括有一电源供应器10，以将交流市电电源A引入后，转换成标准的直流工作电源，并且，进一步地将交流市电电源A中的一地线A1连结至上述直流工作电源的接地端11，使电源供应器10除了供应本实用新型整个接地状态检测装置100所需的直流工作电源外，并提供标准接地给本实用新型接地状态检测装置100作接地状态的检测的标准依据。
一初级检测电路20，是连结及检测待测的接地桩A2及待测接地汇流排A3，其中，该待测接地桩A2及待测接地汇流排A3，仅为供集成电路制造线的接地腕带、加油站的加油车外壳接地及机场的航空器外壳接地之用，且该待测接地桩A2并与上述交流市电电源A的地线A1所连结的接地桩A4(是电力系统的接地设备)，经大地而形成电气回路，且上述的初级检测电路20即是在于以上述电源供应器10所取得的标准接地，即上述系统的直流工作电源的接地端11，以先行检测该待测接地桩A2及待测接地汇流排A3的接地状态，即该待测的接地桩A2及待测接地汇流排A3与标准接地(即上述接地桩A4)间的接地电阻值或其他等效可转换的参数，并加以转换为电气讯号或资料的形态，并且，在上述的初级检测电路20中，更具有一参考电位元件21，其形态不拘，在本实用新型中所列举的实施例为一误差值小的精密电阻器，以期提供初级检测电路20引入待测接地桩A2、待测接地汇流排A3前，作检测参考电位的调整校正。
一缓冲电路30，是承接来自初级检测电路20所先行检测而得的待测接地桩A2及待测接地汇流排A3的接地状态，所对应转换的电气讯号或资料，并进一步提供缓冲放大输出的效果；另外，上述缓冲电路20并提供归零调整的功能，即将上述的标准接地即接地端11取代上述待测接地桩A2及待测接地汇流排A3，以在作待测接地桩A2及接地汇流排A3检测前，先行作标准接地归零设定，以使最终的检验结果可更为精确，其详细的电路实施例及动作状态，于以下文中将有详细的说明。
一显示装置40，其形态不拘，是将前述经缓冲电路30所得的待测接地桩A2及待测接地汇流排A3的检测所得的电气讯号或资料予以显示，其显示内容亦不拘，如为接地电阻值或其他可显现的接地状态参数形态，并且，除了显示待测接地桩A2及待测接地汇流排A3的接地检测值外，亦可经切换操作而显示上述初级检测电路20的参考电位校正及缓冲电路30的标准接地归零的资料内容。
一比较电路50及输入装置60，该比较电路50的一输入端51，是供以连结至上述缓冲电路30的输出端，而据以引入连结上述相对应于待测接地桩A2及待测接地汇流排A3的接地状态电气讯号及资料，并且，于上述比较电路50的另一输入端52则连结以输入装置60，可由输入装置60输入设定相对应于预设接地电阻控制目标值的电气讯号或资料，其设定结果直接输出至显示装置40中被显示出来，亦即该显示装置60是可经由切换以显示该待测接地状态及预设接地目标值，而该输入装置60所输入的预设的接地控制目标值的电气讯号或资料，在系统实际工作时，是与上述经输入端51输入的待测接地桩A2及待测接地汇流排A3的接地形态所对应的电气讯号或资料相比较后，由该比较电路50的输出端53输出其结果。
一驱动电路70及警报装置80，是接受上述比较电路50的输出端53所输出的结果，而加以驱动警报装置80是否动作，即当上述经由比较电路50的一输入端51所输入的待测接地桩A2及接地汇流排A3的接地状态电气讯号或资料超过由另一输入端52所输入的预设接地控制目标值时，则驱动警报装置80动作，以警示现场驻守人员接地故障或接地不良的状态，反之，则警报装置80不动作。
一通讯电路90，其形态不拘，可为标准的RS-242通讯介面、USB等通讯线路架构，并连结上述比较电路50的输入端51所输入待测接地桩A2及待测接地汇流排A3的电气讯号或资料，即时传送至远端的通讯设备或电脑设备，以达到远距监测现场静电接地状态的目的。
图2为图1所示本实用新型接地状态检测装置100的详细电路结构实施例，该实施例所揭示的仅为便于阐明其技术内容及技术手段，并不因而拘限其范畴，其中，该电源供应器10是包含一三脚插头J，以其中的一地线接脚J1连结至上述交流市电电源A中的地线A1，使其引入标准接地，并且，藉由另两电源接脚J2及J3引入交流市电电源A的交流电源，而该指标灯L1的明、灭状态，则提供了该地线接脚J1是否确实连结交流市电电源A地线A1的状态显示。
上述图1中所显示本实用新型的接地状态检测装置100中的初级检测电路20，在图2所示的实施例中，是具有一可变电阻器VR1及一切换开关S1，以分别作参考电位调整及接地测试、参考电位测试的切换，其中，图2中所示的参考电位元件21，为一电阻，该电阻两端的电位则为参考电位，切换开关S1于拨切至接地点1a时，则为测试该待测接地桩A2及接地汇流排A3的状态，若拨切至参考点1b时则为调校参考电位的形态，该参考电位调整的目的，则是在于调整该初级检测电路20因电压、电流或元件特性的变动所造成的电位误差。
图2中所示的本实用新型接地状态检测装置100的缓冲电路30的电路实施例结构中，是主要由一比较器U1(型号为OP27)构成，并连结以一可变电阻器VR2，以作为接地归零的调整，并于该输出端OUT处，连结有一切换开关S2，以切换显示装置40(采用LCD液晶显示器MC1602J-SYL)与比较器U1输出端OUT与输入装置60间的连结，藉以切换显示参考电位校正、接地归零调整或接地设定资料输入的显示切换，即当该切换开关S2拨切至选择端2a时，则为显示该参考电位校正、接地归零调整的选择状态；另外，当拨切至选择端2b时，则为显示输入装置60所输入设定的接地控制目标设定值的功能，而当显示归零调整的状态时，除了切换开关S2拨切至选择端2a外，该初级检测电路20中的切换开关S1则必须拨切至接地点1a，并且使该接地点1a与该接地端11相为短路(图中未示)，以使该显示装置40可据以显示该标准零电位的检测值，并据以调整该可变电阻器VR2的值，使比较器U1的输出端OUT输出至显示装置40的显示值，可据以调整至标准零电位的电阻值(通常为零欧姆)或其他相等可转换的电气参数值；同理，上述初级检测电路20中的参考电位调整，亦可藉该显示装置40的显示，并加以调整可变电阻器VR1而得。
图2中所示的比较电路50，是由一比较器U2(型号为OP27)所构成，以将上述来自缓冲电路30的比较器U1输出端OUT及输入装置60的输出端分别连结至其两个输入端51及52中，以作电位的比较后，再行决定其输出为高电位或低电位的状态。
如图3a及图3b所示，即上述图1及图2所示的输入装置60的二个电路实施例状态，其中，图3a所示的部分，是采用电阻器R7、可变电阻器VR3及电容器C3所组成的类比RC并联网路，以藉由该可变电阻器VR3的类比旋转操作，而得到接地控制目标的设定值；另外，在图3b中，则是以数位按钮输入设定操作的模式，即藉由操作按键K1、K2及K3的设定值增、减及确认命令操作及输入一微处理器U3(型号为ASIC的集成电路片)内，使该微处理器U3输出相对的数位讯号给一数位/类比转换器U4(型号同U3)，使该数位/类比转换器U4可藉以转换出相对的类比电位讯号输出至上述的比较电路50的一输入端52中，作为接地检测的目标值。
图2中所示的驱动电路70，是以一晶体管Q3(型号为C1384)为驱动放大的主动元件，以驱动该警报装置80(采用蜂鸣器)动作，并且连结有一指标灯L2，以藉其明、灭状态指示该晶体管Q3动作时的状态，即驱动该警报装置80的动作状态显示。
图4为本实用新型的接地状态检测装置100实际应用的实施例图，即上述的图1～图3b所示的本实用新型的接地状态检测装置100可装置于集成电路制造线的各接地系统的末端中，或者装置于加油站、加油营业据点、机场的停机坪、维修机棚等远距分散的工作现场监测场合，而一主控电脑装置200，是为远端遥测设备，装置于集成电路制造厂的控制中心、办公室，或者各加油站的总公司、机场的控制中心或维修中心，以使各现场工作据点的接地状态及资料，可藉由本实用新型接地状态监测装置100中的通讯电路90(采用并列通讯介面RS-242)随时传给控制中心或总公司，可达到以最少人力及设备远距监测接地系统状态的目的，同时，该每一个接地状态检测装置100中都具有接地异常警示的功能，可于接地系统发生接地异常时，即时发出警报通知人员排除故障并记录，进而达到本实用新型作警示及远距监测的目的。
图5为本实用新型接地状态检测装置100应用在油罐车B加油场合的应用状态，其中，该油罐车B的车体外壳经由接地线缆1B连结至输油金属管路C的外部及金属支架D上，以藉由该输油金属管路C与金属支架D与大地间的接触而形成接地，其作用则如同上述的待测接地桩A2及待测接地汇流排A3的作用，使该油罐车B的车体外壳可确保接地，以避免油罐车B于加油站卸油时因静电产生而引爆油气发生意外危险。
因此，可藉由如图1～图5所示的本实用新型中的接地状态检测装置100来加以监测上述的输油金属管路C、金属支架D及油罐车B油槽外壳间所形成的接地回路是否确实接地，以及，因输油金属管路C及金属支架D因油罐车B外壳本身或接地点锈蚀、腐化所导致的接地不良状态，这些监测是串联连结至上述接地状态检测装置100中的初级检测电路20中，并经由上述的接地检测原理来加以检测是否真正接地。
图6为本实用新型的接地状态检测装置100应用于船舶靠港加油的状态，同理，在陆上的输油金属管路C′及船舶上的输油金属管路D′则分别以接地线缆E连结至地面的接地站F，以连结大地形成接地，相同的，该船舶上的输油管接点H亦连结至上述的接地状态检测装置100的初级检测电路20中来作接地检测，即透过大地与接地状态检测装置100所形成接地回路，以监测船舶外壳及输油金属管路C′及输油金属管路D′接地状态及接地站F是否真正接地，以防止该接地站F因锈蚀、腐化所造成的假接地或接地不良的现象。
本实用新型的精神实质，是在于利用最为精简的系统及设备架构，来达到对复杂的远距多据点的接地系统的随时监测及即时警示的效果。
以上图1～图6所示的本实用新型的接地状态监测装置，其中所揭示的相关说明及图式内容，是仅为便于阐明其整体的技术内容及技术手段，所揭示的较佳的一种实施例，并非用以拘限其范畴，并且，举凡一切针对本实用新型的技术内容的细部修饰、变更及元件、电路的等效置换，都应包含在本实用新型的精神及范畴内。

Claims (17)

1、一种接地状态监测装置，其特征在于，该装置包括：
转换交流市电电源为系统所需的直流工作电源的一电源供应器，该电源供应器一端与交流市电电源的一地线连结至该工作电源的接地端；
连结待测接地桩及待测汇流排，并将检出的接地状态转换成相对的电气讯号输出的一初级检测电路；
连接于所说初级检测电路输出端，将所说的电气讯号予以缓冲及放大输出的一缓冲电路；
连接于所说的缓冲电路的输出端的一显示装置；
一比较电路及输入装置，该比较电路的一输入端，是连结所说的缓冲电路的输出端，另一输入端则连结输入装置，该输入装置还与所说的显示装置相连接；
一驱动装置及警报装置，该驱动装置的输出端连接于所说的比较电路的输出端，该驱动装置的输入端连接于所说的警报装置；
一通讯电路，是连接于所说的缓冲电路输出端与远端的遥测设备之间。
2、如权利要求1所述的接地状态监测装置，其特征在于，所说的电源供应器中有一三脚插头以引接交流市电电源及电源中的地线。
3、如权利要求2所述的接地状态监测装置，其特征在于，所说的三脚插头具有一地线接脚以连结地线。
4、如权利要求1所述的接地状态监测装置，其特征在于，所说的电源供应器具有指示地线是否确实连结引入的一指示灯。
5、如权利要求1所述的接地状态监测装置，其特征在于，所说的初级检测电路是具有供作参考电位调整依据的一参考电位元件，。
6、如权利要求5所述的接地状态监测装置，其特征在于，所说的参考电位元件为精密电阻器所构成。
7、如权利要求1或5所述的接地状态监测装置，其特征在于，所说的初级检测电路具有一切换开关。
8、如权利要求1或5所述的接地状态监测装置，其特征在于，所说的初级检测电路具有一可变电阻器。
9、如权利要求1所述的接地状态监测装置，其特征在于，所说的缓冲电路为比较器构成。
10、如权利要求1所述的接地状态监测装置，其特征在于，所说的缓冲电路具有一可变电阻器，以作为标准接地归零的操作。
11、如权利要求1或10所述的接地状态监测装置，其特征在于，所说的缓冲电路具有一切换开关，以切换显示装置与比较器输出端及输入端的连结。
12、如权利要求1所述的接地状态监测装置，其特征在于，所说的比较电路是一比较器所构成。
13、如权利要求1所述的接地状态监测装置，其特征在于，所说的输入装置由一电阻器、可变电阻器及电容器所构成。
14、如权利要求1所述的接地状态监测装置，其特征在于，所说的输入装置由若干操作按键、一微处理器及数位/类比转换器所构成。
15、如权利要求1所述的接地状态监测装置，其特征在于，所说的驱动电路主要由一晶体管构成。
16、如权利要求1所述的接地状态监测装置，其特征在于，所说的驱动电路具有一指示灯，以指示警报装置动作的状态。
17、如权利要求1所述的接地状态监测装置，其特征在于，所说的通讯电路由RS-242通讯介面、USB等通讯线路架构。
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