矿用本质安全型静电检测仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种矿用本质安全型静电检测仪，它具有微处理器、辅助电路单元、静电检测单元、测距单元、温湿度检测单元；所述静电检测单元由静电检测探头、前置放大器、选频放大器、滤波器、正负判别电路组成；所述测距单元由振荡器、驱动电路、超声波传感器、超声波接收器、放大器、隔离及整形器组成，所述温湿度单元由温湿度传感器、信号处理模块组成，本实用新型专利技术具有如下优点：解决了影响高阻介质带电体测量欠准确的几个因素，考虑到静电检测仪介入被测体时引起带电体点位的跌落，以及离测点距离、温湿度、电路线性对该跌落的影响，提高了测量精度，本实用新型专利技术的测量范围可以达到±(0～30)KV，测量精度可以控制在±5％F·S以内。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电变量的测量，更具体地说涉及一种矿用本质安全型静电检 测仪。技术背景煤矿井下总会产生有不同浓度的瓦斯气体，在这种恶劣的环境下，井下由非金属 材料制成的物品在工作时因摩擦产生大量静电，这些静电积累到一定程度后，若不能及时 释放掉会带来很大的安全隐患。分析物品引起静电燃爆的主要条件有1)物品一次性放电 能量要大于最小点火能量；2)瓦斯浓度应在爆炸浓度极限范围；3)物品的局部场要强超过 瓦斯介质的击穿场强。故，静电事故最终是通过局部场强超过介质场强引起介质击穿而实 现的，因此加强检测煤矿井下非金属材料的静电是防止事故的关键。通常静电检测有二种 形式，接触式检测和非接触式检测，接触式检测由于存在火花放电的危险，因此不适用于煤 矿井下，本专利技术人经多年研制出适宜于井下使用的非接触式静电检测仪
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术不足之处而提供一种非接触式、精确度高的矿 用本质安全型静电检测仪。本技术的目的是通过以下措施来实现一种矿用本质安全型静电检测仪，它 具有微处理器、辅助电路单元，其特征在于，还有静电检测单元、测距单元、温湿度检测单 元；其中所述静电检测单元由静电检测探头、前置放大器、选频放大器、滤波器、正负判别 电路组成，静电检测探头、前置放大器、选频放大器、滤波器依次连接接入微处理器总线，在 静电检测探头输出端与微处理器总线之间并接连接正负判别电路；所述测距单元由振荡器、驱动电路、超声波传感器、超声波接收器、放大器、隔离及 整形器组成，并按上述顺序依次连接接入微处理器总线；所述温湿度单元由温湿度传感器、信号处理模块组成，温湿度传感器输出端接信 号处理模块，信号处理模块输出端接入微处理器总线。所述静电检测探头由正极板、负极板、接地板及电子开关组成，正极板、负极板的 接线端经电子开关与正、负电源相接。与现有技术相比，本技术的矿用本质安全型静电检测仪，具有如下优点解决 了影响高阻介质带电体测量欠准确的几个因素，考虑到静电检测仪介入被测体时引起带电 体点位的跌落，以及离测点距离、温湿度、电路线性对该跌落的影响，提高了测量精度。本实 用新型的测量范围可以达到士(0 30)KV，测量精度可以控制在士5% F · S以内。附图说明图1为本技术实施例原理方框图。3图2为图1实施例用户程序方框图。具体实施方式以下结合附图对具体实施方式作详细说明图1给出了本技术实施例原理方框图。图中，一种矿用本质安全型静电检测 仪，它具有微处理器5、辅助电路单元4、电检测单元2、测距单元3、温湿度检测单元1 ；其 中所述静电检测单元由静电检测探头、前置放大器、选频放大器、滤波器、正负判别 电路组成，静电检测探头、前置放大器、选频放大器、滤波器依次连接接入微处理器总线，在 静电检测探头输出端与微处理器总线之间并接连接正负判别电路。在高绝缘介质上的电荷 是不能自由移动的，其表面上各不同部位的电位不同，用静电感应的原理进行测试，将测量 探头靠近带电体，测量其表面的电位，实际上是对其表面电场的测量。本技术采用的静 电检测探头由正极板、负极板、接地板及电子开关组成，正极板、负极板的接线端经电子开 关与正、负电源相接。本技术电子开关采用AB555振荡电子开关，对电子开关输入直流 静电信号，输出是一个与输入成正比的交流信号，引入电子开关后，减小了静电检测探头的 信号衰减系数，使信号的稳定度大大上升。本技术对静电信号采取了二级放大，可以把 信号采集得很完整，增加测量精度，另外在放大器的输入极设有双极性二极管保护，可防静 电击穿损伤内部电路，放大后的静电检测信号整流后输入微处理器。所述测距单元由振荡器、驱动电路、超声波传感器、超声波接收器、放大器、隔离及 整形器组成，并按上述顺序依次连接接入微处理器总线。静电检测与距离有密切的关系，保 证精确的距离可以减小测量误差。本技术采用超声波回波测距原理，设置一个超声波 振荡电路，电路发生一个300kHz的窄脉冲，该脉冲经由电容与电感组成的驱动电路为超声 波传感器提供能量，超声波传感器接收返回的信号并进行放大，通过对该信号的采样，可以 得出传感探头到被测物体的距离。所述温湿度单元由温湿度传感器、信号处理模块组成，由温湿度传感器输出端的 信号经信号处理模块作A/D转换后接入微处理器总线。煤矿井下环境恶劣，常年湿度较大， 经过实验验证，当湿度达到60% HR时，静电在非金属材料上很难积累。本用新型加装了温 湿度传感器，当环境湿度大于60% HR时，静电检测仪会提示我们当前测量数据很小，为无 效数据。微处理器还连接有辅助电路单元，包括液晶显示、欠电压显示、安全湿度输入、静 电信号修正、人机接口。本技术制作时微处理器采用C8051F410芯片，本技术其它的电气模块元 件都可以从市场购得。图2为图1实施例用户程序方框图。本技术的用户程序储存在微处理器内，启 动时经硬件初始化后开始工作，通过测距单元测量距离、温湿度检测单元检测温湿度、静电 检测单元检测非金属高缘缘介质表面的感应电压，由用户程序根据距离计算出实际电压， 并显示测量结果。用户程序具有根据测量的电压自动选择测量距离，并在液晶屏上通过提 示符号显示当前的测量距离是否适当，目前测量距离共分为3档，5cm档、15cm档、30cm档， 5cm档是测量5kV以下的电压，15cm档测量5kV 15kV的电压，30cm档测量15kV 30kV的电压，这样分段测量可以提高测量精度，测量范围可以达到士(0 30)KV，测量精度可以 控制在士5% F · S以内。 上述实施例并不构成对本技术的限制，凡采用等同替换或等效变换的形式所 获得的技术方案，均落在本技术的保护范围之内。权利要求1.一种矿用本质安全型静电检测仪，它具有微处理器、辅助电路单元，其特征在于，还 有静电检测单元、测距单元、温湿度检测单元；其中所述静电检测单元由静电检测探头、前置放大器、选频放大器、滤波器、正负判别电路 组成，静电检测探头、前置放大器、选频放大器、滤波器依次连接接入微处理器总线，在静电 检测探头输出端与微处理器总线之间并接连接正负判别电路；所述测距单元由振荡器、驱动电路、超声波传感器、超声波接收器、放大器、隔离及整形 器组成，并按上述顺序依次连接接入微处理器总线；所述温湿度单元由温湿度传感器、信号处理模块组成，温湿度传感器输出端接信号处 理模块，信号处理模块输出端接入微处理器总线。2.根据权利要求1所述的矿用本质安全型静电检测仪，其特征在于，所述静电检测探 头由正极板、负极板、接地板及电子开关组成，正极板、负极板的接线端经电子开关与正、负 电源相接。专利摘要本技术涉及一种矿用本质安全型静电检测仪，它具有微处理器、辅助电路单元、静电检测单元、测距单元、温湿度检测单元；所述静电检测单元由静电检测探头、前置放大器、选频放大器、滤波器、正负判别电路组成；所述测距单元由振荡器、驱动电路、超声波传感器、超声波接收器、放大器、隔离及整形器组成，所述温湿度单元由温湿度传感器、信号处理模块组成，本技术具有如下优点解决了影响高阻介质带电体测量欠准确的几个因素，考虑到静电检测仪介入被测体时引起带电体点位的跌落，以及离测点距离、温本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种矿用本质安全型静电检测仪，它具有微处理器、辅助电路单元，其特征在于，还有静电检测单元、测距单元、温湿度检测单元；其中：所述静电检测单元由静电检测探头、前置放大器、选频放大器、滤波器、正负判别电路组成，静电检测探头、前置放大器、选频放大器、滤波器依次连接接入微处理器总线，在静电检测探头输出端与微处理器总线之间并接连接正负判别电路；所述测距单元由振荡器、驱动电路、超声波传感器、超声波接收器、放大器、隔离及整形器组成，并按上述顺序依次连接接入微处理器总线；所述温湿度单元由温湿度传感器、信号处理模块组成，温湿度传感器输出端接信号处理模块，信号处理模块输出端接入微处理器总线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文勤，姜乃强，钱柄旭，
申请(专利权)人：上海煤科实业有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31