[发明专利]一种基于电场传感器的密封型非接触式手持静电仪

说明书

技术领域

本发明涉及静电监测技术领域，尤其涉及一种基于电场传感器的密封型非接触式手持静电仪。

背景技术

静电危害是科技和生产活动中的一个重大安全隐患。不同物质间接触、分离后即可产生静电，由于其产生简单、不易发觉，稍有不慎就可能酿成重大事故。据统计，美国电子行业部门每年因静电危害造成损失高达100亿美元，英国电子产品每年因静电造成的损失为20亿英镑，日本电子元器件的不合格品中不少于45％的危害是因为静电放电(ESD)造成的。静电放电可能点燃某些易燃物体而发生爆炸。例如，在石油石化领域，人体或设备携带静电容易引燃油品挥发出的气体，油品、粉体在储运过程中与周围容器发生摩擦，也容易产生大量静电。在工业生产领域，氢气、乙炔、瓦斯等易燃易爆气体，煤粉、铝粉、面粉等粉尘，都有可能因静电火花引起爆炸。在电子工业领域，一般MOS电路和场效应管击穿电压约为300V，然而在干燥季节人体静电可达数万伏，极易损伤甚至损坏半导体器件，从而导致设备故障。

传统非接触式静电测试仪包括电极式、振动电容式、场磨式等。其中，电极式静电仪直接通过电路对单一感应电极上的电荷信号进行放大、AD采样，由于电荷信号容易在电路中衰减，该静电仪零点漂移大，需经常调零，使用不便。振动电容式、场磨式静电仪通过振动或转动调制感应电极上的感应电荷，测量带电体附近的电场强度，反演带电体的静电电压，避免了感应电荷衰减。然而，这些静电测试仪普遍将传感器敏感芯片裸露在外，这些裸露可动单元容易在粉尘等恶劣环境中损坏，也容易因自身摩擦或与外界碰撞产生电火花，造成安全隐患。

发明内容

(一)要解决的技术问题

传统非接触式静电测试仪含有裸露可动部件，难以在充满粉尘等恶劣环境下工作，在易燃易爆高危场所使用时存在风险。本发明提出一种基于电场传感器的密封型非接触式手持静电仪，基于外部感应电极结构，提升静电仪的可靠性及灵敏度。

(二)技术方案

一种基于电场传感器的密封型非接触式手持静电仪，包括电场传感器、感应电极、隔离层和外壳，所述感应电极、隔离层和外壳构成密封结构，所述电场传感器位于密封结构内，所述感应电极和电场传感器通过所述隔离层隔离，并通过连接线连接导通。

优选地，所述外壳包括套筒和尾盖，所述套筒两端开口，其一端连接尾盖，另一端连接隔离层，所述感应电极设置在隔离层上，所述隔离层位于感应电极和套筒之间。

优选地，还包括屏蔽罩，所述屏蔽罩可将感应电极与外界隔离。

优选地，所述隔离层开设有连接孔，所述连接线穿过连接孔将所述感应电极与电场传感器连接。

优选地，所述电场传感器包括传感器敏感芯片、信号处理电路和电池，所述传感器敏感芯片与感应电极通过连接线连接。

优选地，所述隔离层设置距离模块；

所述感应电极开设窗口，用于距离模块的信号传入传出，窗口进行密封。

优选地，所述距离模块包括定距模块或测距模块；

所述定距模块包括两个在预设距离光斑重合的激光灯；

所述测距模块为超声波测距模块。

优选地，所述外壳上开设窗口，用于设置显示单元、按键或指示灯；

所述显示单元实时显示被测静电电压、电池电量、测试距离或报警信号；

所述按键用于控制密封型非接触式手持静电仪开关、调零、档位切换或测试使能；

所述指示灯用于显示电源或报警情况。

优选地，所述外壳设置有电池有线充电接口、无线充电模块或信号输出接口。

优选地，所述隔离层为电阻率大于10⁸Ωcm的绝缘材料；

所述套筒为金属或半导体防静电材料；

所述屏蔽罩为金属或半导体防静电材料；

所述连接线为导体或半导体材料。

(三)有益效果

本发明为了提升手持静电仪的安全性、可靠性及灵敏度，提出一种新型密封型结构，引入了感应电极、隔离层等关键部件，具有以下有益效果：

通过感应电极、隔离层、套筒、尾盖等组成密封结构，将电场传感器密封于腔体内部，避免传感器敏感结构受外部恶劣被测环境影响而损坏。

传感器敏感结构工作时的可动部件不直接与被测环境接触，避免了可动结构碰撞产生电火花引燃被测环境。

此外，通过感应电极结构，增大了传感器的感应面积，提高了灵敏度。

附图说明

图1是根据本发明实施例的一种基于电场传感器的密封型非接触式手持静电仪的剖面示意图。

【符号说明】