專利名稱：新型人體靜電釋放報(bào)警儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種人體靜電檢測、釋放裝置，具體的說是一種新型人體靜電釋 放報(bào)警儀。
背景技術(shù)：
近年來，我國石油化工等行業(yè)高速發(fā)展的同時(shí)，相應(yīng)的生產(chǎn)事故也進(jìn)入了高發(fā)階 段，消除靜電尤其是避免火花放電顯得尤為重要，成為不可忽視的重要環(huán)節(jié)。為了預(yù)防和減 少人體靜電的危害，人們對易燃、易爆危險(xiǎn)區(qū)域和防靜電場所的靜電危害和管理進(jìn)行了深 入的研究，研制了各式的人體靜電消除裝置。由于人們穿著人造織物衣服日益普遍，而人造織物極易產(chǎn)生靜電。油庫工作人員 在進(jìn)入輕油泵房、罐頂上以及作業(yè)區(qū)時(shí)，靜電超標(biāo)則很有可能在接觸金屬時(shí)打火，產(chǎn)生火花 放電。為防止靜電可能產(chǎn)生的火花避免火花放電，需對進(jìn)入輕油泵房、輕油罐頂上、輕油作 業(yè)區(qū)的操作平臺，以及爆炸危險(xiǎn)區(qū)域等處的扶梯上或入口處設(shè)置消除人體靜電的裝置。目前，廣泛應(yīng)用的靜電消除裝置都是采用金屬導(dǎo)體接地放電的方式來消除人體靜 電。此方式不可避免地存在極短時(shí)間靜電放電能量較大，容易打火，導(dǎo)致人體電擊和引發(fā)火 災(zāi)爆炸事故的可能性，并且現(xiàn)有方式都不能檢測并直觀的反映人體的靜電是否完全釋放完 全，存在極大的安全隱患。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型人體靜電釋放報(bào)警儀，該報(bào)警儀具有結(jié)構(gòu)簡 單，使用安全、舒適的優(yōu)勢。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用的技術(shù)解決方案是新型人體靜電釋放報(bào)警儀，包括靜電亞導(dǎo)體、電壓檢測模塊、信號放大模塊、A/D轉(zhuǎn) 換模塊、控制器以及報(bào)警模塊；前述各部件依次連接構(gòu)成靜電壓檢測回路，靜電亞導(dǎo)體通過 電壓檢測模塊接地構(gòu)成靜電釋放回路。上述報(bào)警模塊包括蜂鳴器和指示燈。上述新型人體靜電釋放報(bào)警儀還包括導(dǎo)桿，導(dǎo)桿上方設(shè)置導(dǎo)靜電體，導(dǎo)桿外套置 有套筒，導(dǎo)桿和套筒之間設(shè)置壓縮彈簧，導(dǎo)桿能夠沿套筒上下移動；導(dǎo)靜電體通過導(dǎo)線連接 壓縮彈簧的上端，壓縮彈簧下端通過導(dǎo)線連接靜電亞導(dǎo)體。上述導(dǎo)桿外周設(shè)有凸部，套筒上設(shè)有與凸部相適配的凹部。上述導(dǎo)桿下方設(shè)有觸發(fā)器，導(dǎo)桿下端與觸發(fā)器的觸發(fā)點(diǎn)相接觸。上述導(dǎo)桿下方設(shè)置有報(bào)警器外殼，觸發(fā)器、靜電亞導(dǎo)體、電壓檢測模塊、信號放大 模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、控制器以及報(bào)警模塊均設(shè)置在報(bào)警器外殼內(nèi)。上述報(bào)警器外殼下方連接導(dǎo)電立柱，導(dǎo)電立柱下端設(shè)置有安裝支腳。上述靜電亞導(dǎo)體、電壓檢測模塊、信號放大模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、控制器以及報(bào)警模 塊均采用環(huán)氧樹脂澆封處理。
3[0015]本實(shí)用新型的有益效果1、將靜電亞導(dǎo)體應(yīng)用于新型人體靜電釋放報(bào)警儀，由于靜電亞導(dǎo)材料電阻率比較 大，可以延長放電時(shí)間、可抑制靜電放電能量，不會產(chǎn)生電擊和火花放電。此方式既提高了 放電過程中使用者釋放靜電的舒適度，又杜絕了因火花放電而產(chǎn)生的火災(zāi)或爆炸的發(fā)生。2、靜電壓檢測回路，帶有聲音和指示燈提示功能，能夠及時(shí)判斷人體靜電壓是否 在安全范圍內(nèi)，對于靜電壓超過設(shè)定值時(shí)做出聲光報(bào)警提示。3、導(dǎo)靜電體通過導(dǎo)線連接壓縮彈簧的上端，壓縮彈簧下端通過導(dǎo)線連接靜電亞導(dǎo) 體，此結(jié)構(gòu)中壓縮彈簧作為導(dǎo)線的一部分，按下靜電亞導(dǎo)體時(shí)壓縮彈簧作為形變導(dǎo)線，能夠 極大延長報(bào)警儀的使用壽命。4、導(dǎo)桿外周設(shè)有凸部，套筒上設(shè)有與凸部相適配的凹部，防止使用時(shí)導(dǎo)靜電體轉(zhuǎn) 動。5、靜電亞導(dǎo)體、電壓檢測模塊、信號放大模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、控制器以及報(bào)警模塊 采用環(huán)氧樹脂澆封處理，保證了產(chǎn)品在惡劣和腐蝕性環(huán)境的耐用性。

圖1為新型人體靜電釋放報(bào)警儀的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中A-A線剖視圖。圖3為靜電壓檢測回路、靜電釋放回路的模塊連接框圖。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明
具體實(shí)施方式
結(jié)合圖1至圖3，新型人體靜電釋放報(bào)警儀，包括靜電亞導(dǎo)體、電壓檢測模塊、信 號放大模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、控制器以及報(bào)警模塊；前述各部件依次連接構(gòu)成靜電壓檢測回 路，靜電亞導(dǎo)體通過電壓檢測模塊接地構(gòu)成靜電釋放回路。所述報(bào)警模塊包括蜂鳴器和指 示燈。新型人體靜電釋放報(bào)警儀，還包括導(dǎo)桿1，導(dǎo)桿1上方設(shè)置導(dǎo)靜電體2，導(dǎo)桿1外套 置有套筒3，導(dǎo)桿1和套筒3之間設(shè)置壓縮彈簧4，導(dǎo)桿1能夠沿套筒3上下移動。導(dǎo)桿1 外周設(shè)有凸部5，套筒3上設(shè)有與凸部5相適配的凹部6，且導(dǎo)桿1和套筒3均采用絕緣材 料。導(dǎo)靜電體2通過導(dǎo)線7連接壓縮彈簧4的上端，壓縮彈簧4下端通過導(dǎo)線8連接靜電 亞導(dǎo)體。導(dǎo)桿1下方設(shè)有觸發(fā)器，導(dǎo)桿1下端墊有擋板9，擋板9與觸發(fā)器的觸發(fā)點(diǎn)相接觸。 當(dāng)人手按下導(dǎo)靜電體時(shí)，導(dǎo)靜電體2、導(dǎo)桿1和擋板9同時(shí)向下移動觸發(fā)觸發(fā)器，啟動電壓檢 測模塊開始檢測靜電壓。導(dǎo)桿1下方設(shè)置有報(bào)警器外殼10，靜電亞導(dǎo)體、觸發(fā)器、電壓檢測 模塊、信號放大模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、控制器以及報(bào)警模塊均設(shè)置在報(bào)警器外殼10內(nèi)。為適 應(yīng)惡劣和腐蝕性環(huán)境，靜電亞導(dǎo)體、電壓檢測模塊、信號放大模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、控制器以 及報(bào)警模塊采用環(huán)氧樹脂澆封處理。報(bào)警器外殼10下方連接導(dǎo)電立柱11，導(dǎo)電立柱11下 端設(shè)置有安裝支腳12，接地線一端連接安裝支腳，另一端接地樁。警示牌通過兩枚螺栓安裝 在導(dǎo)電立柱上。在使用時(shí)，使用人員將手壓在導(dǎo)靜電體上，如果人體所帶靜電壓高于安全電壓范圍，則指示燈紅燈亮，蜂鳴器報(bào)警，同時(shí)靜電釋放回路開始導(dǎo)除靜電，直到靜電壓下降到設(shè) 置的安全電壓范圍內(nèi)，指示燈綠燈亮，蜂鳴器停止報(bào)警，表示放電結(jié)束。新型人體靜電釋放報(bào)警儀使用時(shí)，可以通過膨脹螺栓和立柱下的安裝支腳直接固 定在地面上，可以使用螺栓和立柱上的通孔安裝在墻壁、樓梯扶手等接有地線的設(shè)備、裝置 的明顯處，也可以根據(jù)用戶的需求及現(xiàn)場的自然條件進(jìn)行合理安排使用。下面結(jié)合測試計(jì)算數(shù)據(jù)，對使用靜電亞導(dǎo)體和普通導(dǎo)體兩種不同產(chǎn)品進(jìn)行對比靜電亞導(dǎo)體是在任何條件下，體電阻率大于IX IO6 Ω ·πι，小于IX IOki Ω · m的物 料及表面電阻率大于IX IO7 Ω .!!!，小于！父川“口 ·Π1的固體表面。靜電亞導(dǎo)體采用的材料由占總重量80 % 85 %的絕緣橡膠和占總重量15 % 20%的乙炔炭黑在130°C 140°C溫度下混煉2 3分鐘，然后經(jīng)雙螺桿機(jī)擠壓成薄片狀， 完成絕緣橡膠材料的改性，制成靜電亞導(dǎo)體材料。火花放電的原因兩導(dǎo)體之間的電場強(qiáng)度超過擊穿強(qiáng)度時(shí)就會發(fā)生火花放電。對 于平行板或曲率半徑很大的面，如果間隙為10mm，擊穿強(qiáng)度約為3X103kV/m。如果間隙減 少，擊穿強(qiáng)度隨之略增大。發(fā)生放電的導(dǎo)體，所有電荷幾乎全部進(jìn)入火花，即幾乎火花消耗 掉所有靜電能量。如果導(dǎo)體和大地之間的放電通路上有電阻，火花能量將小于該值，但火花 持續(xù)時(shí)間較長。當(dāng)人體靜電電壓達(dá)到2000V時(shí)，人體與普通導(dǎo)體之間的放電能量可達(dá)0. 4mJ，這遠(yuǎn) 遠(yuǎn)高于油品蒸汽的最小點(diǎn)火能0. 2mJ，氫氣最小點(diǎn)火能0. lmj，完全具備引發(fā)火災(zāi)爆炸事故 的條件。人體與導(dǎo)體間發(fā)生放電的電荷量達(dá)到2X 10_7C以上時(shí)就可能感到電擊。當(dāng)人體電 容為IOOpF時(shí)，發(fā)生電擊的人體電位約3000V。當(dāng)人體電位在1000V時(shí)與普通導(dǎo)體間放電的電擊程度為手指外側(cè)有感覺并發(fā)出 微弱的放電聲，當(dāng)人體電位達(dá)到3000V時(shí)，人體就會有明顯的電擊感，有被針扎的感覺，微疼。在濕度低于40 % RH場所，人體較容易帶電，通常情況下，人體帶電2000V 5000V。使人體有電擊感的放電電壓約2000V 2500V。大多數(shù)人體電容在IOOpF 400pF (少數(shù)可達(dá)IOOOpF)，帶電2000V 5000V的人體 儲能0. 4mJ 2. 5mJ(ff = CV2/2,人體電容按200pF計(jì)算)；人體表面電阻500 Ω 5000 Ω， 實(shí)驗(yàn)證明，人體對接地普通導(dǎo)體體瞬間(約幾十納秒)放電能量轉(zhuǎn)移高達(dá)80% 100%，足 以點(diǎn)燃易燃易爆類氣體、油氣等。導(dǎo)體間的靜電放電能量按下式計(jì)算W = -CV2
2式中W——放電能量，J ；C——導(dǎo)體間的等效電容，F(xiàn) ；V——導(dǎo)體間的電位差，V。當(dāng)W數(shù)值大于可燃物的最小點(diǎn)燃能量時(shí)，就有引燃危險(xiǎn)。按人體帶電2000V，人體電容200pF，計(jì)算得人體儲能為0. 4mJ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于最小引燃 能量0. 2mJ。[0046]能量釋放按以下公式計(jì)算 式中U-----人體靜電壓VI-----放電電流AR-----放電回路電阻ΩT-----放電時(shí)間S能量釋放對比表(人體靜電壓2000V) 由上述數(shù)據(jù)可見得，靜電釋放回路將人體的靜電通過靜電亞導(dǎo)體釋放，能緩慢釋 放靜電，使靜電安全泄放。具有放電時(shí)間長，放電過程中無明顯的電擊感及針扎感覺，提高 了放電過程中使用者釋放靜電的舒適度。放電電流小達(dá)到防爆許可的范圍，杜絕了因火花 放電而產(chǎn)生的火災(zāi)或爆炸的發(fā)生。當(dāng)然，上述說明并非是對本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也并不僅限于上述舉例， 本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng) 屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求新型人體靜電釋放報(bào)警儀，其特征在于所述報(bào)警儀包括靜電亞導(dǎo)體、電壓檢測模塊、信號放大模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、控制器以及報(bào)警模塊；前述各部件依次連接構(gòu)成靜電壓檢測回路，靜電亞導(dǎo)體通過電壓檢測模塊接地構(gòu)成靜電釋放回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型人體靜電釋放報(bào)警儀，其特征在于所述報(bào)警模塊包括 蜂鳴器和指示燈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型人體靜電釋放報(bào)警儀，其特征在于所述新型人體 靜電釋放報(bào)警儀還包括導(dǎo)桿，導(dǎo)桿上方設(shè)置導(dǎo)靜電體，導(dǎo)桿外套置有套筒，導(dǎo)桿和套筒之間 設(shè)置壓縮彈簧，導(dǎo)桿能夠沿套筒上下移動；導(dǎo)靜電體通過導(dǎo)線連接壓縮彈簧的上端，壓縮彈 簧下端通過導(dǎo)線連接靜電亞導(dǎo)體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型人體靜電釋放報(bào)警儀，其特征在于所述導(dǎo)桿外周設(shè)有 凸部，套筒上設(shè)有與凸部相適配的凹部。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型人體靜電釋放報(bào)警儀，其特征在于所述導(dǎo)桿下方設(shè)有 觸發(fā)器，導(dǎo)桿下端與觸發(fā)器的觸發(fā)點(diǎn)相接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型人體靜電釋放報(bào)警儀，其特征在于所述導(dǎo)桿下方設(shè)置 有報(bào)警器外殼，觸發(fā)器、靜電亞導(dǎo)體、電壓檢測模塊、信號放大模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、控制器以 及報(bào)警模塊均設(shè)置在報(bào)警器外殼內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新型人體靜電釋放報(bào)警儀，其特征在于所述報(bào)警器外殼下 方連接導(dǎo)電立柱，導(dǎo)電立柱下端設(shè)置有安裝支腳。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的新型人體靜電釋放報(bào)警儀，其特征在于所述靜電亞導(dǎo) 體、電壓檢測模塊、信號放大模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、控制器以及報(bào)警模塊均采用環(huán)氧樹脂澆封 處理。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種新型人體靜電釋放報(bào)警儀，該報(bào)警儀包括靜電亞導(dǎo)體、電壓檢測模塊、信號放大模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、控制器以及報(bào)警模塊；前述各部件依次連接構(gòu)成靜電壓檢測回路，靜電亞導(dǎo)體通過電壓檢測模塊接地構(gòu)成靜電釋放回路。所述報(bào)警模塊包括蜂鳴器和指示燈。該報(bào)警儀采用靜電亞導(dǎo)體材料制作靜電亞導(dǎo)體，由于靜電亞導(dǎo)材料電阻率比較大，可以延長放電時(shí)間、可靠抑制靜電放電能量，不會產(chǎn)生電擊和火花放電。此方式既提高了放電過程中使用者釋放靜電的舒適度，又杜絕了因火花放電而產(chǎn)生的火災(zāi)或爆炸的發(fā)生。
文檔編號A61N1/14GK201684292SQ20102011909
公開日2010年12月29日 申請日期2010年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月26日
發(fā)明者郭朝宇, 馬驥 申請人:青島澳波泰克安全設(shè)備有限責(zé)任公司