JP3153938U - 人体静電気アースの制御型自動測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リアルタイムに人体のアース状態を測定・表示できる人体静電気アースの制御型自動測定装置を提供する。【解決手段】人体静電気アースの制御型自動測定装置は、アースの接続状態およびその抵抗値を検出し、該抵抗値および所定閾値を比較し結果を算出する。該所定閾値は基本測定範囲の抵抗値上限、下限値、および認められた抵抗値範囲内で無効抵抗値に近い近無効抵抗値の区間である。処理器によって算出された抵抗値が近無効抵抗値の区間内にあるとき、これは人体静電気アースの静電気防護に対する機能をまもなく失うことを意味する。本装置は、警告を発して使用者に適切な予防行動を促し、実際の使用時に突然効力を失うことを防止できる。また、測定数値を読み取り、エラーの発生を防止することができる。【選択図】図１

Description

本考案は人体静電気アースを測定する装置、特に人体静電気アースの制御型自動測定装置に関する。本測定装置は測定過程において、効果的に人体のノイズを除去するだけでなく、測定抵抗値をリアルタイム表示することができ、また、予防措置として「近無効」警告を表示する。作業員による静電気アースの測定時に、正確で確実な測定を保証する。

これまで、静電気放電保護区域（ＥＰＡ）の多くで、静電気靴および静電気リストバンドの測定は、すべて簡便な測定器が用いられていた。通常、静電気リストバンドおよび靴の測定をそれぞれ１回行うが、不便で時間もかかり、エラーも頻繁に起こっていた。特に静電気靴の測定は、通常両足で金属板の上に立ち、両足のどちらか一方が測定に合格すれば合格とみなされ、正確ではない。人は両足同時に地に接した状態で歩くことは不可能なため、国際規範においても明確な要求がなされている。測定で合格しなかった方の足だけが地面に接するとき、作業員のアースは一瞬失われる。このとき、静電気の発生および静電気放電の障害が起こる可能性があり、これは、静電気アースにおいて甚大な落度となる。

従来技術である中華民国特許第Ｉ２３７２１２号に開示されている静電気リアルタイム検出器は、静電気集塵装置の使用状態の検出に用いられる。これは、振動信号を生成する振動器、該静電気集塵装置と電気的に接続して静電気集塵装置の使用状態に応じて調節信号を生成するパルス幅調節制御器、および該パルス幅調節制御器と電気的に接続する電圧比較器からなる。電圧比較器は、調節信号が所定電位値より高い場合は第１比較信号を生成し、該所定電位値より低い場合は、第２比較信号を生成する。

もう一つの従来技術である中華民国特許第Ｉ２２１１９５号は、静電容量検出回路を開示している。これは、被検出コンデンサの静電容量に対応する信号を出力する静電容量検出回路であり、高い入力インピーダンスおよび低い出力インピーダンスを持つインピーダンス変換器、容量型の第１インピーダンス素子、演算増幅器、前記演算増幅器に交流電圧を印加する交流電圧発生器、前記演算増幅器の出力に接続される信号出力端子を備える。前記インピーダンス変換器の入力端子に前記被検出コンデンサの一端および前記第１インピーダンス素子の一端を接続し、前記演算増幅器の負帰還路は前記第１インピーダンス素子および前記インピーダンス変換器を含む。前記被検出コンデンサおよび前記静電容量検出回路は隣接して設置される。

前記従来技術において、静電気防護に対する要求は高くなく、非強制的で正確性に欠ける。両足同時に測定するが、片足が合格すればよく、落度や欠点が存在する。靴および静電気リストバンドに分けて２回測定しなければならず、時間がかかり、管理も容易ではない。初期購入コストは比較的安いが、欠点が比較的大きく、エラーも生じやすい。

中華民国特許第Ｉ２３７２１２号 中華民国特許第Ｉ２２１１９５号

したがって、本考案の目的は前記従来技術の問題を解決することにある。本考案は、「近無効」を表示する機能を有する静電気自動測定方法を提供する。この方法の静電気測定に対する要求は厳しく、強制的で、測定抵抗値をリアルタイム表示することにより、不正を防止する。静電気防護機能が高く、最終的な総コストは低い。

前記目的を達成するため、本考案は人体静電気アースの制御型自動測定装置を提供する。該装置は人体静電気アースを測定計算することにより、被測定物の抵抗値を得ることができ、該抵抗値および所定閾値を比較し結果を算出する。該所定閾値は基本測定範囲の抵抗値上限、下限値、および認められた抵抗値範囲内で無効抵抗値に近い近無効抵抗値の区間である。本装置が処理器により演算を行い、得られた抵抗値が近無効抵抗値の区間内にあるとき、これは被測定物が静電気防護に対する機能をまもなく失うことを意味する。

下記の説明により、本考案の特徴および長所をさらに理解できる。同時に図１も参照されたい。

図１は本考案のシステムブロック図である。

本考案は、測定抵抗値をデジタル表示し、「近無効」の表示を行う優れた機能を有する。「近無効」表示機能は、測定抵抗値がＰＡＳＳであるが、上限または下限値の臨界に設定した近無効抵抗値区間の範囲内にある場合、対応する上限または下限のＬＥＤもＯＮとなり、使用者に早期警戒を促すものであり、リストバンドまたは靴はまもなく効力を失う。

本考案は前記機能を有する装置を提供する。本考案の構造と、機能および長所を示し、図１を組み合わせ、本考案の好適な実施例を挙げて以下のように詳細に説明する。

本考案の人体静電気アースの制御型自動測定装置１は、以下の要素で構成される。

検出装置１０１は、被測定物の接続状態およびその電圧の検出に用いられ、電圧信号を出力し、被測定者の左足、右足、左手、右手など異なる部位が被測定物と接続しているかを検出することができる。該検出装置１０１は被測定物の接続状態を検出し、被測定部位の多少に応じてサイクル処理を続け、被測定物の出現および被測定物の電圧を自動的に検出する。

前処理回路１０１１は、該検出装置１０１が出力する被測定物の電圧に応じて前処理を行い、ただちにノイズを除去し、増幅した電圧信号ΔＶを生成する。

測定計算器１０３は、該検出装置１０１１と接続しており、実際の電圧値Ｖ（Ｖ＝ΔＶ＋Ｖｒｅｆ）を算出する。該測定計算器１０３は該前処理回路１０１１が出力した電圧ΔＶ信号および参考電圧Ｖｒｅｆを受け取り、実際量を計算することにより、実際の電圧値Ｖを得る。

処理器１０５は、該測定計算器１０３と接続しており、システムの各要素に対して主制御、デジタル測定範囲の自動選択、アナログ・デジタルのデータ変換、直列通信プロトコル、およびコマンド管理を行う。例えば、システムはＶ＝ｌＲの公式に基づいて演算し、該測定計算器１０３が得た実際の電圧値Ｖによって該被測定物の抵抗値Ｒが得られ、該抵抗値Ｒおよび所定閾値を比較し、結果を算出する。該所定閾値は基本測定範囲の抵抗値の上限、下限、および認められた抵抗値範囲内で無効抵抗値に近い近無効抵抗値の区間である。処理器１０５によって算出された抵抗値が近無効抵抗値の区間内にあるとき、被測定物は静電気防護に対する機能をまもなく失う。

本人体静電気アースの制御型自動測定装置１は、前記検出装置１０１、測定計算器１０３、および処理器１０５のほか、さらに以下の要素を含む。

選択および順序制御の論理回路１０４はアナログスイッチであり、測定範囲および対応する順序制御信号、すなわち被測定物の測定順序を設定する。例えば、３個の被測定物があるとき、順番に３回測定を行う。

演算速度および順序制御回路１０７は、システム動作のクロックパルスを提供し、演算速度を制御している。

起動装置１１１は、開始信号を出力して測定装置を起動させることで、自動的に静電気測定を行う。

ハードウェア初期設定装置１０６は、システムの初期操作パラメータ、例えばパラメータモジュール（手のみ測定、足のみ測定、手および足を測定、または手もしくは足を測定）を設定する。該ハードウェア初期設定装置１０６は、ハードウェアシステムの基本測定の抵抗値上限（ｕｐｐｅｒ ｌｉｍｉｔ）、下限値（ｌｏｗｅｒ ｌｉｍｉｔ）（Ｒｕ、Ｒｌ）、および演算周波数を提供する。さらに、測定範囲内において近無効抵抗値を提供し、システム内で演算を行う。近無効抵抗値はＲｕ−５％、Ｒｌ＋５％（５％は所定値）と定義している。該処理器１０５により算出した抵抗値が近無効抵抗値の範囲内にあるとき、被測定物は静電気防護に対する機能をまもなく失う。

表示装置１０８はＬＥＤおよびＬＣＤであり、デジタル測定した抵抗値およびシステム状態を表示する。

音声出力および周辺制御装置１０９は、警告音を発することにより注意を促す。例えば、警告音が短い音１回であるとき、基準値に合格したことを示し、または長い音１回では基準値に満たさないことを示す。あるいは短い音２回では上下限値付近に接近していることなどを示す。該装置はブザーまたは継電器であり、その他外付けが可能である周辺出入り口装置を制御している。

直列通信装置１１０は、直列通信コマンドおよび外付けが可能である制御器またはパソコン接続に関わり、外付け制御器（例えば出入り口カードリーダまたはパソコン）に測定結果を送信し、外付け制御器のコマンドを受信する。該装置の接続コネクタは、例えばＲＳ２３２、ＵＳＢなど、いかなる直列構造でも可能である。

システムの電源供給器１１２は変圧機能、すなわちＡＣをＤＣに変換する機能を有し、システムが正常に作動する＋１２Ｖおよび＋５Ｖの直流電源を供給する。本システムの電源をつけると、該測定器は音を発し、ＬＣＤに所定の測定モードが表示される。さらに表示された測定結果のＬＥＤがすべてＯＮになり、起動装置１１１が作動すると、該人体静電気アースの制御型自動測定装置１は静電気アースの測定動作を開始する。使用中、該人体静電気アースの制御型自動測定装置１は、被測定物および該被測定物の電圧をそれぞれ自動的に検出する。測定中、対応する被測定物の項目のＬＥＤ表示がＯＮとなり、測定が１項目終わるごとに測定した抵抗値がＬＣＤにリアルタイム表示される。もし、測定がすべて合格であれば、人体静電気アースの制御型自動測定装置１は合格を示す短い音を発し、緑色のＬＥＤを表示する。もしいずれか１項目でも不合格の場合、長い音を発し、赤色または黄色のＬＥＤでどの項目またはどちらの足が不合格であるかを示す。もし、「近無効」が表示されれば、被測定物の抵抗値はＰＡＳＳであるが、上／下限値の所定の近無効区間内にあることを示す。対応する上限または下限値のＬＥＤもＯＮとなり、使用者に警告を発し、被測定物はまもなく効力を失う。

前述したシステム機能ブロックの説明により、本システムが測定抵抗値をデジタル表示し、「近無効」を表示する優れた機能を有することが理解できる。「近無効」表示機能は、測定抵抗値がＰＡＳＳであるが、上／下限値の５％（またはその他所定値）の範囲内にあるとき、それに対応する上限または下限値のＬＥＤもＯＮとなって使用者に警告するものであり、リストバンドまたは靴はまもなく効力を失う（５％の所定値は専用の管理ソフトで変更することができる）。

さらに、本考案はペーパーレスで測定結果を表示する機能も有する。測定結果およびデータを、ＲＳ２３２またはＵＳＢ装置のような直列通信装置１１０を介してメモリーカード、パソコン、または携帯型ハードディスクに自動的に保存することができる。

本考案の主要な目的は、測定抵抗値をデジタル表示し、「近無効」を表示する機能を有することにより、静電気防護の優れた効果と利益を達成することである。その優れた特徴を以下に示す。１．強制的に静電気アースの測定を行う。２．測定抵抗値をデジタル表示する。３．靴およびリストバンドの「近無効」を表示する。４．測定した抵抗値を外付けの制御装置（例えば、出入り口のカードリーダまたはパソコン）に送信し、ペーパーレスで自動記録することができ、不正を防止する。５．人体のノイズを効果的に除去し、正確な測定結果を取得できる。６．静電気靴およびリストバンドを同時に測定することができ、簡便で時間の節約になる。また、一般的なリストバンドまたは特殊な２重リストバンドを測定することができる。７．左右の足を１００％独立して測定し、どちらの足が不合格であったかを正確に示す。手落ちはなく、国際規範に適応している。

本考案は、多くの場所に適応する。例えば、ＳＭＴ生産ラインの制御エリア、半導体クリーンルーム、最先端技術研究開発室、国防および軍部の静電気制御エリア、爆発物処理エリア、航空宇宙の保守点検エリア、薬剤工場静電気制御エリア、病院の制御エリア、生化学業静電気制御エリアである。

前述したように、本案件はよく配慮された設計であり、実際の需要を満たしている。既存の欠点を具体的に改善し、従来技術と比較して明らかに進歩し、効果的に進化している。しかし、簡単に達成できるわけではない。本案件は、国内および国外の文献ならびに市場には未公開であり、特許法規定に適合している。

前記の詳細な説明は、本案件を実施例により具体的に説明している。該実施例は本案件の特許請求の範囲に制限を加えるものではなく、本案件の優れた技術に関わる実施または変更は、すべて本案件の特許請求の範囲に含まれるべきである。

１ 人体静電気アースの制御型自動測定装置
１０１ 検出装置
１０１１ 前処理回路
１０３ 測定計算器
１０４ 選択および順序制御の論理回路
１０５ 処理器
１０６ ハードウェア初期設定装置
１０７ 演算速度および順序制御回路
１０８ 表示装置
１０９ 音声出力および周辺制御装置
１１０ 直列通信装置
１１１ 起動装置
１１２ システムの電源供給器

Claims (17)

1. 被測定物の接続状態およびその電圧の検出に用いられ、電圧信号を出力する検出装置、
   該検出装置と接続し、該検出装置が出力する電圧信号および参考電圧を受け取り、実際量を計算することにより、実際の電圧値を算出する測定計算器、
   および
   該測定計算器と接続し、前記得られた電圧値に対して演算を行って該被測定物の抵抗値を取得し、該抵抗値および所定閾値を比較し、結果を算出する処理器を含み、
   該所定閾値は基本測定範囲の抵抗値の上限、下限、および認められた抵抗値範囲内で無効抵抗値に近い近無効抵抗値区間であり、本装置は該処理器によって算出された抵抗値が近無効抵抗値の区間内にあるとき、被測定物は静電気防護に対する機能をまもなく失うことを意味する、
   ことを特徴とする人体静電気アースの制御型自動測定装置。
2. 該検出された被測定物の接続状態は、被測定物の多少に応じてサイクル処理が行われ、被測定物の出現および被測定物の電圧を自動的に検出することを特徴とする請求項１に記載の人体静電気アースの制御型自動測定装置。
3. 該検出装置が出力する被測定物の電圧に応じて、ノイズを除去し、増幅した電圧信号を生成する前処理回路を含むことを特徴とする請求項１に記載の人体静電気アースの制御型自動測定装置。
4. 該処理器はシステムの各要素に対して、主制御、デジタル測定範囲の自動選択、アナログ・デジタルのデータ変換、直列通信プロトコル、およびコマンド管理を行うことを特徴とする請求項１に記載の人体静電気アースの制御型自動測定装置。
5. 該測定計算器と接続し、測定範囲および対応する順序制御信号、すなわち被測定物の測定順序を設定する選択および順序制御の論理回路をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の人体静電気アースの制御型自動測定装置。
6. 該処理器と接続し、システム動作のクロックパルスを提供し、演算速度を制御する演算速度および順序制御回路をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の人体静電気アースの制御型自動測定装置。
7. 該処理器と接続し、開始信号を出力して測定装置を起動させ、自動測定を行わせる起動装置をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の人体静電気アースの制御型自動測定装置。
8. 該処理器と接続し、本装置の初期操作パラメータを設定し、ハードウェアシステムの基本測定の抵抗値の閾値、近無効抵抗値区間、および演算周波数を提供するハードウェア初期設定装置をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の人体静電気アースの制御型自動測定装置。
9. 該ハードウェア初期設定装置において、初期操作パラメータは複数個のパラメータモジュールであり、該パラメータモジュールは手のみ測定、足のみ測定、手および足を測定、手または足を測定のうち、任意の１項目あるいは複数項目であることを特徴とする請求項８に記載の人体静電気アースの制御型自動測定装置。
10. 該処理器と接続し、デジタル測定した抵抗値およびシステム状態を表示する表示装置をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の人体静電気アースの制御型自動測定装置。
11. 該処理器と接続し、警告音を発して注意を促す音声出力および周辺制御装置をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の人体静電気アースの制御型自動測定装置。
12. 音声出力および周辺制御装置は、ブザーまたは継電器のうち任意の１つであり、その他外付けが可能である周辺出入り口装置を制御することを特徴とする請求項１１に記載の人体静電気アースの制御型自動測定装置。
13. 該処理器と接続し、直列通信コマンドおよび外付けが可能である制御器またはパソコン接続に関わり、外付け制御器に測定結果を送信し、外付け制御器のコマンドを受信する直列通信装置をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の人体静電気アースの制御型自動測定装置。
14. 該外付け制御器は出入り口カードリーダ、パソコンのうち、任意の１装置であることを特徴とする請求項１３に記載の人体静電気アースの制御型自動測定装置。
15. 変圧機能、すなわちＡＣをＤＣに変換する機能を有し、システムが正常に作動する＋１２Ｖおよび＋５Ｖの直流電源を供給する、システムの電源供給器をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の人体静電気アースの制御型自動測定装置。
16. ペーパーレスで測定結果を表示する機能を有し、測定結果およびデータは保存装置と接続した直列通信装置を介して、該保存装置に自動的に保存されることを特徴とする請求項１に記載の人体静電気アースの制御型自動測定装置。
17. 該保存装置は、メモリーカード、パソコン、または携帯型ハードディスクのうち、任意の１つであることを特徴とする請求項１６に記載の人体静電気アースの制御型自動測定装置。