專利名稱：Ch-2290型靜電電壓測試表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般來說，本實用新型是關(guān)于一種靜電電壓的測量裝置，具體的說，是關(guān)于一種袖珍式非接觸型數(shù)字電壓表。
眾所周知，所謂靜電是由于摩擦等多種原因在人們周圍的各種絕緣體上產(chǎn)生的電荷長時間未消失的帶電現(xiàn)象，這些帶電的物體在其周圍會產(chǎn)生靜電場，當(dāng)靜電場的強(qiáng)度高到一定程度時，則會發(fā)生放電現(xiàn)象。這樣，對于諸如石化、纖維、塑料、面粉、火藥等易燃易爆的環(huán)境中就會造成危害事故；同時靜電對于諸如半導(dǎo)體、計算機(jī)工業(yè)也會帶來危害，從而人們十分關(guān)注如何避免和控制由靜電引起的災(zāi)害和危害。當(dāng)然首先需要準(zhǔn)確而方便地測量人們周圍環(huán)境中各種物體帶電電壓的高低。
靜電電壓測量的基本原理可以參照如

圖1.所示的電原理方框圖予以說明，圖1.中的標(biāo)號1.為一個帶靜電的物體，標(biāo)號2.為一個常規(guī)的靜電電壓表，采樣電極與帶電體之間的距離為一個預(yù)先確定的距離L，標(biāo)號3.為上述靜電電壓表的由導(dǎo)體制成的且接地的屏蔽盒，標(biāo)號4.為采樣電極，它與被測帶電物體1.之間的分布電容為C1，標(biāo)號5.為直流放大器，6.為指示模擬量的表頭，采樣電極4.與盒體3.之間的分布電容為C2，當(dāng)該常規(guī)的靜電電壓表放置在上述與被測帶電物件的距離為L的位置上時，則上述靜電電壓表2.可以測到一個靜電電壓V2，這一電壓可以由下式表示
V2＝ωOEA／C2其中，A為電極4.的面積；ωO為自由空間的介電常數(shù)；(8.855×10＾－12法拉第／米)E為電極4.上的電場強(qiáng)度；C2為電極4.與盒體3.之間的分布電容。
上述電壓V2正比于實際帶電物體上的電壓，經(jīng)校準(zhǔn)即可以得到帶電物體上的實際電壓。
現(xiàn)有技術(shù)中的靜電電壓表基本上是按照上述圖1.所示的電原理方框圖設(shè)計制造的。例如ACL公司的ACL300靜電電壓表就是基于這一原理制造的。
從上述靜電電壓測量表述式V2＝ωOEA／C2中不難看出，非接觸式靜電電壓表實際測量的是距離帶電體(圖1.中的標(biāo)號1.)L處的電場強(qiáng)度E.因此距離L的精確度就成為靜電電壓測量精度的一個重要因素，根據(jù)有關(guān)技術(shù)規(guī)范，本實用新型的靜電電壓表20KV量程的距離L為3CM；40KV量程的距離L為6CM。
從現(xiàn)有技術(shù)的靜電電壓表來看，普遍存在一些缺點第一現(xiàn)有技術(shù)的靜電電壓的讀數(shù)是用模擬式表頭指示的，讀數(shù)不直觀，誤差大而且慢；第二現(xiàn)有技術(shù)的靜電電壓表沒有自動測距離裝置，造成測量不方便和測量誤差大；
第三現(xiàn)有技術(shù)的靜電電壓表只有測量功能，沒有監(jiān)視告警的功能。
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)靜電電壓表的以上缺點，特提供本實用新型靜電電壓表。
本實用新型的一個目的是提供一種數(shù)字顯示的袖珍式，非接觸式的靜電電壓表。
本實用新型的另一個目的是提供一種具有自動指示距離的數(shù)字靜電電壓表。
本發(fā)明的再一個目的是在上述數(shù)字靜電電壓表的基礎(chǔ)上提供告警功能，使該電壓表在連續(xù)監(jiān)視測量過程中，一旦靜電電壓超過預(yù)先設(shè)計的門限值，該電壓表可以自動告警。
本實用新型的靜電電壓表具有數(shù)字指示，自動指示距離以及過壓告警這樣一些功能，特別適用于石化、纖維、塑料、食品、噴漆、火藥、半導(dǎo)體、計算機(jī)等工業(yè)部門進(jìn)行現(xiàn)場靜電電壓的測量于監(jiān)視。
下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型的靜電電壓表的機(jī)械結(jié)構(gòu)與電氣結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的說明，說明書附圖如下圖1.表示常規(guī)的靜電電壓表的基本測量原理的電路方框圖；圖2.表示本實用新型的靜電電壓表的第一種實施例的外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3.表示本實用新型的靜電電壓表的第一種實施例的電路方框圖；圖4a表示本實用新型的靜電電壓表的第二種實施例的外部結(jié)構(gòu)的示意圖4b表示本實用新型的靜電電壓表的第二種實施例的外部結(jié)構(gòu)示意圖從X方向看的視圖；圖5.表示本實用新型的靜電電壓表的第二種實施例的自動指示距離裝置的原理方框圖現(xiàn)參照圖2.其中表示出了本實用新型的靜電電壓表的第一種實施例的外部結(jié)構(gòu)的安排布置示意圖加以說明標(biāo)號7.為一個由導(dǎo)體材料制成的盒體，該盒體可以由導(dǎo)體塑料制成，也可以用一般塑料制成，然后噴涂一層導(dǎo)電物質(zhì)，該盒體7.包容了該靜電電壓表的全部電器與機(jī)械的零部件，同時還起到屏蔽與接地的作用，在盒體7.的正面設(shè)置有一個數(shù)字顯示器8，該顯示器應(yīng)當(dāng)是一種低消耗的節(jié)電型數(shù)字顯示器，例如是一個七段液晶數(shù)字顯示器，在標(biāo)號8的下方設(shè)置有一個校零開關(guān)9，該開關(guān)為一種特制的按鈕式開關(guān)，當(dāng)將開關(guān)9按下時，本實用新型的靜電電壓表的采樣靜電感應(yīng)屏對地短路，此時數(shù)字顯示應(yīng)為全零；而釋放該開關(guān)即可以正常測試，在盒體的右測方設(shè)置有電源開關(guān)10用來控制該電壓表電壓的通斷，在盒體7的左下側(cè)設(shè)置有安放電池入口及蓋，如標(biāo)號11所示，在該盒體7的頂側(cè)設(shè)置有一個采樣靜電感應(yīng)屏4，該感應(yīng)屏為良導(dǎo)體制成，其四周由高絕緣性能的材料支撐，并作特殊的高絕緣工藝處理。
下面參照圖3說明本實用新型的第一實施例的電路結(jié)構(gòu)，其中標(biāo)號4為采樣靜電感應(yīng)屏，其采集到的電壓饋送到以標(biāo)號12表示的模－－－數(shù)轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器將模擬電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓再送到由標(biāo)號13表示的驅(qū)動器，然后再送到液晶顯示14加以顯示，該液晶顯示器可以是一個三位半的液晶顯示器，同時經(jīng)模－－數(shù)轉(zhuǎn)換器12產(chǎn)生的數(shù)字電壓信號再送到一個告警識別電路15，若已超過預(yù)先設(shè)置的告警電壓門限，則輸出一個告警信號給告警信號驅(qū)動電路16，然后驅(qū)動一個蜂鳴器17，發(fā)出告警聲，由以上的描述，人們已經(jīng)清楚地了解了本實用新型的數(shù)字顯示并帶有告警功能的靜電電壓表的機(jī)械與電氣結(jié)構(gòu)詳細(xì)情況。
下面參照圖4.繼續(xù)說明本實用新型的第二實施例的帶有自動距離的數(shù)字靜電電壓表的結(jié)構(gòu)安排情況，從圖4a可以清楚看出，圖4a與圖2具有相似的結(jié)構(gòu)上的安排與布置(其中相同的標(biāo)號是表示相同的零部件)，但是，不同的是，圖4a的盆體7.正面上方設(shè)置有兩個自動指示距離的指示燈18和19，綠燈18亮表示該靜電電壓表的采樣感應(yīng)屏與被測帶電物體之間的距離為3CM，此時該靜電電壓表的量程為20KV；紅燈19亮?xí)r，表示該靜電電壓表的采樣靜電感應(yīng)屏與被測帶電物體之間的距離為6CM，此時該靜電電壓表的量程為40KV。
下面再參照圖4b，在圖中除設(shè)置有感應(yīng)屏4以外，還設(shè)置有用標(biāo)號20表示的用于自動距離指示的紅外線發(fā)射器件和用標(biāo)號21表示的用于自動距離指示的紅外線檢測器件，通過上述兩個器件20、21和機(jī)內(nèi)的一些輔助電路可以實現(xiàn)自動距離指示的功能，其詳細(xì)的操作原理下面還要進(jìn)一步予以描述。
參照圖5，圖中示出了本實用新型靜電電壓表焦點反射定距的原理示意圖，圖中標(biāo)號1.仍然表示帶靜電的物體，標(biāo)號4.表示感應(yīng)屏，在感應(yīng)屏的同一條直線上設(shè)置了以標(biāo)號20表示的紅外線發(fā)射器件和以標(biāo)號21表示的紅外線檢測器件，同時與上述兩個器件相連的還有以標(biāo)號22表示的紅外線發(fā)射器件的驅(qū)動電路裝置和以標(biāo)號23表示的指示燈18的驅(qū)動電路裝置，設(shè)計使紅外線發(fā)射器件20在紅外線發(fā)射器件的驅(qū)動電路裝置的驅(qū)動下發(fā)射出一束紅外線碰到被測帶電物體1.后，反射回來被紅外線檢測器件所接收的距離正好是規(guī)定的距離L，例如是3CM，紅外線檢測器件在紅外射束的照射下產(chǎn)生電流，在指示燈驅(qū)動電路裝置的驅(qū)動下，點亮指示燈，例如是綠燈亮，這樣就實現(xiàn)了測量距離的自動指示，至于指示不同的距離，只要根據(jù)一般的幾何原理，改變紅外發(fā)射器件與被測器件的角度，是很容易實現(xiàn)的。
雖然結(jié)合說明書附圖對本實用新型的兩種實施例的機(jī)械結(jié)構(gòu)與電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但對于本專業(yè)的技術(shù)人員來說，不需要作出創(chuàng)造性的勞動就可以對本實用新型的靜電電壓表作出改變與改進(jìn)，從而申請人申明本實用新型的保護(hù)范圍由附在后面的權(quán)利要求書予以限定。
權(quán)利要求1.一種非接觸式靜電電壓表，該電壓表的盒體由一種導(dǎo)電材料制成，該盒體的頂端設(shè)置有一個采樣感應(yīng)屏，該感應(yīng)屏四周由絕緣材料支撐，使其與盒體相絕緣，該盒體的內(nèi)部設(shè)置有安裝該電壓表的電氣零部件的印制電路板，和為該電壓表提供電源的電池，其特征在于在盒體的正面設(shè)置有一個數(shù)字顯示器，在該盒體內(nèi)部的印制板上設(shè)置有一個模--數(shù)轉(zhuǎn)換器裝置，該模--數(shù)轉(zhuǎn)換器分別與上述感應(yīng)屏和經(jīng)驅(qū)動器與數(shù)字顯示器相聯(lián)，從而該感應(yīng)屏上感應(yīng)的靜電電壓由模--數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓信號在數(shù)字顯示器上顯示；上述印制板上還設(shè)置有一個告警裝置，當(dāng)被測電壓超過告警門限電壓時，發(fā)出可聽性告警信號。
2.按照權(quán)利要求1.的靜電電壓表，其特征在于數(shù)字顯示器為一個液晶七段顯示器。
3.按照權(quán)利要求1.的靜電電壓表，其特征在于模－－數(shù)轉(zhuǎn)換器與顯示驅(qū)動器是一個集成的模－－數(shù)轉(zhuǎn)換器。
4.按照權(quán)利要求1.的靜電電壓表，其特征在于告警裝置由告警識別裝置與告警驅(qū)動裝置組成，告警識別裝置中存儲有告警門限電壓信息，當(dāng)被測靜電電壓超過告警門限電壓時，上述告警裝置動作，發(fā)出可聽性告警信號。
5.一種自動指示測量距離的非接觸式靜電電壓表，該電壓表的盒體由一種導(dǎo)電材料制成，該盒體的頂端設(shè)置有一個采樣感應(yīng)屏，該感應(yīng)屏四周由絕緣材料支撐，使其與盒體相絕緣，該盒體的內(nèi)部設(shè)置有安裝該電壓表電氣零部件的印制電路板和為電壓表提供電源的電池，其特征在于在盒體的正面設(shè)置有一個數(shù)字顯示器，在該盒體的內(nèi)部的印制電路板上設(shè)置有一個模－－數(shù)轉(zhuǎn)換器裝置，該模－－數(shù)轉(zhuǎn)換器分別與上述感應(yīng)屏和經(jīng)驅(qū)動器與數(shù)字顯示相聯(lián)，從而該感應(yīng)屏上感應(yīng)的靜電電壓由模－－數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓信號在數(shù)字顯示器上顯示；上述印制電路板上還設(shè)置有一個告警裝置，當(dāng)被測靜電電壓超過告警門限電壓時，發(fā)出可聽性告警信號；在上述盒體的正面還設(shè)置兩個指示燈，用于正確的測量距離，在上述盒體的頂端設(shè)置一個紅外線發(fā)射器裝置和一個紅外線檢測器件裝置，從而與盒體內(nèi)部相關(guān)的電路一起構(gòu)成紅外焦點反射式自動距離指示裝置。
6.按照權(quán)利要求5.的靜電電壓表，其特征在于數(shù)字顯示器為一個液晶七段顯示器。
7.按照權(quán)利要求5.的靜電電壓表，其特征在于模－－數(shù)轉(zhuǎn)換器與顯示驅(qū)動器是一個集成的模－－數(shù)轉(zhuǎn)換器于一個集成的顯示驅(qū)動器。
8.按照權(quán)利要求5.的靜電電壓表，其特征在于，告警裝置由告警識別裝置與告警信號驅(qū)動器組成，告警識別裝置中存儲有告警門限電壓的信息，當(dāng)被測靜電電壓超過告警門限電壓時，上述告警裝置動作，發(fā)出可聽性告警信號。
9.按照權(quán)利要求5.的靜電電壓表，其特征在于紅外發(fā)射器件與紅外檢測器件安裝的角度不同可以得到不同的測距距離。
專利摘要一種袖珍非接觸式靜電電壓表，該電壓表除在20kV，40kV兩個量程具有一般測量功能外，還設(shè)置有自動測量距離指示裝置，可以自動顯示測量距離；以及設(shè)置有自動告警裝置，當(dāng)被監(jiān)視的靜電電壓超過預(yù)先設(shè)定的門限電壓時，發(fā)出可聽性告警信號。
文檔編號G01R19/00GK2126741SQ9022160
公開日1993年2月3日 申請日期1990年10月8日 優(yōu)先權(quán)日1990年10月8日
發(fā)明者唐振山, 李華金, 孟明德, 秦廣義 申請人:唐振山, 李華金, 秦廣義