[發明專利]一種基于液晶光學特性的靜電測量裝置及方法

在審

• 申請號: 202110273455.0
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN112834834A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 張豪;陳曉西;徐律涵;王耀強;謝飛;陳思佃
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01R29/12
• 分類號: G01R29/12
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

一種基于液晶光學特性的靜電測量裝置及方法，從上至下依次設置光源、液晶盒和圖像采集處理模塊，液晶盒從上至下依次設置有N個上基板和一個下基板，下基板和每個上基板有且只有一面涂有透明導電膜，且N個上基板涂有透明導電膜的一面朝下，下基板涂有透明導電膜的一面朝上；將下基板與設置在最下面的上基板重合區域的四周進行封接，并在重合區域內部注入液晶；這樣每相鄰兩個上基板構成一個電容，下基板與設置在最下面的上基板構成一個電容，共N個電容串聯；下基板設置一個電極導線端接地，N個上基板設置N個電極導線端分別連接到N個檔位的測試端；圖像采集處理模塊采集光源發出的光透過液晶盒后的圖像，并提取圖像的灰度數據判斷靜電大小。

技術領域

本發明屬于靜電測量技術領域，涉及一種基于液晶光學特性的靜電測量裝置及方法。

背景技術

目前檢測靜電的方法主要分為接觸式和非接觸式。接觸式的靜電檢測方法不適用于絕緣物體靜電電位的準確測量，加入電壓后會影響原來的電位分布。而非接觸式的靜電檢測方法通常基于電學理論進行設計，現有的非接觸式靜電儀如日本MH型靜電儀和美國的263型靜電儀，無法解決因機械工作的頻率限制儀器對瞬變靜電電位信號響應，在高電壓測量上有著明顯失真，且兩者的測量結果會由于響應時間及輸入阻抗而產生一定的偏差。另外現有的靜電電壓測試設備一般體積較大，質量也較重，不利于攜帶。

發明內容

針對上述傳統靜電檢測方法中，接觸式靜電檢測易受影響和非接觸式靜電檢測在高壓測量時失真導致的精度低，以及傳統靜電電壓測試設備不利于攜帶等問題，本發明基于液晶光學特性，提出一種靜電測量裝置及方法，能夠用于人體靜電測量，具有體積小、輕薄、便于攜帶、成本低、精度高的特點。

本發明提出的靜電測量裝置的技術方案為：

一種基于液晶光學特性的靜電測量裝置，包括從上至下依次設置的光源、液晶盒和圖像采集處理模塊，所述光源發出的光照射在所述液晶盒上表面，所述圖像采集處理模塊采集所述光源發出的光經過所述液晶盒后的圖像；

所述液晶盒包括從上至下依次設置的N個上基板和一個下基板，N為正整數；所述下基板和每個所述上基板有且只有一面涂有透明導電膜，且N個所述上基板涂有透明導電膜的一面朝下，所述下基板涂有透明導電膜的一面朝上；將所述下基板與設置在最下面的所述上基板重合區域的四周進行封接，并在重合區域內部注入液晶；每相鄰兩個所述上基板構成一個電容共N-1個電容，所述下基板與設置在最下面的所述上基板構成一個電容，N個電容串聯；

在所述下基板不與所述上基板重合的區域設置一個電極導線端并通過導線接地；在N個所述上基板不與所述下基板重合的區域分別設置N個電極導線端并分別通過導線連接到N個檔位的測試端，所述上基板設置位置越靠上，其連接的測試端的測量范圍越大，在實際測量時根據需要將靜電接到對應檔位的測試端；

所述圖像采集處理模塊用于提取采集到圖像的灰度數據，并根據灰度數據判斷測試端連接靜電的電壓大小。

具體的，所述下基板與設置在最下面的所述上基板重合區域全部涂有透明導電膜；N個所述上基板尺寸相同且重疊設置，所述上基板涂有透明導電膜區域的形狀包括但不限于十字形狀、H字形狀。

具體的，所述上基板和所述下基板的材料包括但不限于玻璃、石英，所述透明導電膜的材料包括但不限于氧化銦錫。

具體的，所述下基板與設置在最下面的所述上基板重合區域內部注入的液晶分子混合排列，靠近所述上基板的液晶分子平行于所述上基板排列，靠近所述下基板的液晶分子垂直于所述下基板排列。

本發明的另一目的，就是基于本發明提出的靜電測量裝置，提出對應的靜電測量方法，其技術方案如下：

一種基于液晶光學特性的靜電測量方法，包括如下步驟：