[发明专利]静电场传感器、基于静电场传感器的静电报警系统及方法

权利要求书

1.一种静电场传感器，其特征在于，包括固定端(1)、第一接线端、第二接线端、第三接线端、第四接线端、第五接线端、第六接线端、悬梁(3)、第一电极板(5)、第二电极板(4)、第一压敏电阻(R1)、第二压敏电阻(R2)、第三压敏电阻(R3)、第四压敏电阻(R4)以及恒压源，悬梁(3)的一端固定于固定端(1)上，第二电极板(4)固定于悬梁(3)另一端的侧面，第一压敏电阻(R1)、第二压敏电阻(R2)、第三压敏电阻(R3)及第四压敏电阻(R4)均沿轴向设置于悬梁(3)的侧面，且固定端(1)、第一压敏电阻(R1)、第二压敏电阻(R2)、第三压敏电阻(R3)及第四压敏电阻(R4)均位于悬梁(3)的同一侧，第一电极板(5)与第二电极板(4)之间有间隙，第一电极板(5)固定于第二电极板(4)的正上方，第一接线端与第一压敏电阻(R1)的一端相连接，第二接线端与第一压敏电阻(R1)的另一端及第二压敏电阻(R2)的一端相连接，第六接线端与第二压敏电阻(R2)的另一端及第四压敏电阻(R4)的一端相连接，第五接线端与第四压敏电阻(R4)的另一端及第三压敏电阻(R3)的一端相连接，第四接线端与第三压敏电阻(R3)的另一端相连接，第三接线端与第二电极板(4)相连接；

检测时，将产生静电场的静电电位引入到第一电极板(5)上，并将产生静电场的静电电位经第三接线端引入到第二电极板(4)上，第一接线端与第四接线端相连接，恒压源的两端分别与第二接线柱及第五接线柱相连接，第六接线柱与第一接线柱或第四接线柱作为所述静电场传感器的输出端。

2.根据权利要求1所述的静电场传感器，其特征在于，还包括硅基微机电芯片，第一压敏电阻(R1)、第二压敏电阻(R2)、第三压敏电阻(R3)及第四压敏电阻(R4)均采用离子注入或者扩散加工的方法制作在硅基微机电芯片上。

3.一种静电报警系统，其特征在于，包括振动传感器(7)、单片机(11)、终端(2)、以及权利要求1所述的静电场传感器(6)，终端(2)包括报警器及显示器，静电场传感器(6)中的第六接线端及第四接线端、以及振动传感器(7)的输出端均与单片机(11)的输入端相连接，单片机(11)的输出端与警报器的控制端及显示器的输入端相连接。

4.根据权利要求3所述的静电报警系统，其特征在于，还包括滤波电路(8)、放大电路(9)及A/D转换电路(10)，静电场传感器(6)中的第六接线端及第四接线端、以及振动传感器(7)的输出端均依次通过滤波电路(8)、放大电路(9)及A/D转换电路(10)与单片机(11)的输入端相连接，振动传感器(7)固定于悬梁(3)上。

5.一种静电报警方法，其特征在于，基于权利要求3所述的静电报警系统，包括以下步骤：

1)在第一次使用或校准所述静电场传感器时，先获取所述第一压敏电阻(R1)正常状态下的电阻值、第二压敏电阻(R2)正常状态下的电阻值、第三压敏电阻(R3)正常状态下的电阻值以及第四压敏电阻(R4)正常状态下的电阻值，然后将第一压敏电阻(R1)正常状态下的电阻值、第二压敏电阻(R2)正常状态下的电阻值、第三压敏电阻(R3)正常状态下的电阻值以及第四压敏电阻(R4)正常状态下的电阻值输入到单片机(11)中；

2)将第一接线端及第四接线端相连接，再将产生静电场的静电电位接入到第一电极板(5)及第二电极板(4)上，第一电极板(5)及第二电极板(4)受到力的作用，使悬梁(3)弯曲，进而使第一压敏电阻(R1)、第二压敏电阻(R2)、第三压敏电阻(R3)、第四压敏电阻(R4)上的电阻发生变化，分别采集第六接线端及第四接线端上的电压信号，然后将所述第六接线端上的电压信号及第四接线端上的电压信号输入到单片机(11)中，单片机(11)根据所述第六接线端上的电压信号、第四接线端上的电压信号、第一压敏电阻(R1)正常状态下的电阻值、第二压敏电阻(R2)正常状态下的电阻值、第三压敏电阻(R3)正常状态下的电阻值及第四压敏电阻(R4)正常状态下的电阻值得第一压敏电阻(R1)、第二压敏电阻(R2)、第三压敏电阻(R3)及第四压敏电阻(R4)受到的力的大小，然后根据第一压敏电阻(R1)、第二压敏电阻(R2)、第三压敏电阻(R3)及第四压敏电阻(R4)受到的力的大小得悬梁(3)的弯曲度；同时振动传感器(7)检测悬梁(3)的振动信号，然后将所述振动信号转发至单片机(11)中，单片机(11)根据所述振动信号及悬梁(3)的弯曲度得到产生静电场的静电电位，然后将所述产生静电场的静电电位输入到显示器中，显示器显示产生静电场的静电电位，同时单片机(11)判断产生静电场的静电电位是否大于或等于预设阈值，当产生静电场的静电电位大于或等于预设阈值时，则产生报警信号，然后将所述报警信号输入到报警器中，报警器根据所述报警信号进行报警。