[發(fā)明專利]一種物體表面帶電非接觸式檢測裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910941375.0
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110632371B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李炳要;余梅梅;黃令忠;侯玉;李濤;戴斌;李昀珊;張志聞;劉啟彬
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳供電局有限公司
• 主分類號: G01R19/145
• 分類號: G01R19/145;G01R29/12
• 代理公司: 深圳匯智容達專利商標事務(wù)所(普通合伙) 44238
• 代理人: 熊賢卿

1.一種物體表面帶電非接觸式監(jiān)測裝置，其特征在于，包括:

透明殼體；

設(shè)置于所述殼體中的電場傳感器、以及和所述電場傳感器連接的信號調(diào)理電路、控制處理單元、顯示單元和電源單元；其中，所述電場傳感器用于非接觸式感應(yīng)物體表面的工頻電場的大小，所述信號調(diào)理電路主要功能在于對電場傳感器的輸出信號進行放大；所述控制處理單元用于對信號調(diào)理電路輸出的放大信息進行分析處理，輸出用于驅(qū)動顯示單元的驅(qū)動信號；所述顯示單元用于顯示物體表面的帶電狀態(tài)以及進行低電量指示，電源單元為整個裝置提供工作電源；

所述透明殼體與其內(nèi)部各部件之間灌封有透明環(huán)氧樹脂；

其中，所述控制處理單元進一步連接有報警蜂鳴器和紅外感應(yīng)器；

其中，電場傳感器由兩片空間正交的印制PCB組成，其中一片在頂層印制回形導(dǎo)線另一片印制同樣回形導(dǎo)線，與第一片錯開放置，兩片PCB組成一個電場諧振腔，用于在工頻電磁場激勵下在輸出端產(chǎn)生一個正比于激勵源的電壓；

其中，所述信號調(diào)理電路包括：

第一諧振電路，由并聯(lián)的電阻R6、電容C3組成，其設(shè)置于電場傳感器的一端；

第二諧振電路，由電阻R7、電容C4組成，其設(shè)置于電場傳感器的另一端；

第一級放大器，與所述第一諧振電路和第二諧振電路相關(guān)聯(lián)，其由電阻R3、電阻R9、電阻R2、電阻R10、電容C4和比較器U12B組成，用于將傳感器的輸出的電場信號進行放大；

第二級放大器，連接在所述第一級放大器后端，其由電容C5、電阻R1、電阻R42、電阻R52、電容C6、電阻R5以及比較器U12A組成。

2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，

其中，所述比較器U12B和比較器U12A的型號均為OPA2379AID。

3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述控制處理單元由電容C1、電容C9、電阻R11、處理芯片U1和第二芯片J1組成，所述處理芯片U1的型號為PIC16F1518-E/SS，其第三腳輸入電場放大后的信號UAD1，第4腳輸入紅外信號，第23腳輸出報警控制信號給光閘。

4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述顯示單元包括報警指示器和低電量指示器，所述報警指示器和低電量指示器采用LCD顯示屏，所述LCD顯示屏由液晶光閘組成，用于降低報警指示功耗。

5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述紅外感應(yīng)器用于識別出30～100Hz特征紅外信號，并啟動蜂鳴器報警。

6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述電源單元由電池及電量檢測電路組成，電池輸出電壓3.6V，電量為0.5Ah，當電池電量即輸出電壓小于閾值時，電量檢測電路輸出一信號控制LCD顯示屏進行顯示。

7.一種物體表面帶電非接觸式檢測方法，其特征在于，采用如所述權(quán)利要求1-6任一項所提供的裝置完成，所述方法包括如下步驟：

步驟S1，進行有效值計算，其中，采樣點數(shù)32，基準電壓2.5V；

步驟S2，進行信號頻率計算，根據(jù)信號的多次過零點計算輸入信號的頻率；

步驟S3，根據(jù)信號的有效值及頻率判斷此信號是否是工頻信號；

步驟S4，根據(jù)判斷結(jié)果確認是否輸出LCD閃爍控制信號；如果判斷結(jié)果為是，則確定信號表面帶電，并輸出LCD閃爍控制信號，控制LCD顯示屏進行閃爍。

8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，進一步包括：

步驟S5，如果紅外感應(yīng)器識別到30～100Hz特征紅外信號，則確定有人走近，并啟動蜂鳴器報警，并輸出LCD閃爍控制信號，控制LCD顯示屏進行閃爍。