一种人体防静电综合监测装置

本发明属于静电检测，具体涉及一种人体防静电综合监测装置。

背景技术：

1、现代工业很多行业对静电防护要求十分严格，在科研和生产过程中每一道工序都要防止静电放电造成电子元件击穿或者产生爆炸等危险。在要求防静电生产作业的领域，工作人员一般需要穿戴人体静电防护装备(一般指：防静电服、防静电手套、防静电鞋套、防静电腕带等)。

2、在人体防静电检测领域中，测量人体综合电阻是最常用的方法之一。人体综合电阻包括人体、鞋、衣物等的电阻，当人体综合电阻过大时，因摩擦等积累的静电衰减变慢，静电电压快速升高，若未及时泄漏进入大地则存在静电放电的危险，影响产品的质量。因此，对进入作业区域人员的人体综合电阻进行有效监测，并进行及时除静电处理，可以减少静电对生产作业产生不良影响。

3、现有的人体防静电检测装置多是在人员穿戴人体静电防护装备后用于人体电阻测试的装置，存在的主要问题有：

4、1、现有装置通常为盒式固定结构，搭配外设支架、线缆、接触面板等，体积较大不易挪动，只能进行单次准入测试。在工作区域大，人员行动范围广，工作环境复杂等工作状态下，难以对工作人员进行实时防静电监测，以确保人员在工作中全程保持防静电状态，比如是否在工作全程都穿戴好符合标准的静电防护装备。

5、2、现有人体防静电综合电阻检测装置量程范围大部分为750kω～10gω，只能用于普通的防静电产品中，量程范围难以匹配更多的防护产品(如火工品标准要求能检测10kω或更小)，且存在检测反应时间过长，检测精度低的问题。

6、3、在上述工作环境及状态下，随着人员在工作中大幅行动摩擦等，防护装备仍会有缓慢的静电荷积累，在接触到导电体或穿脱防静电服过程中会发生轻度放电。而静电防护装备(如防静电服等)容易因工作中出现不易察觉的破损、沾染污渍尘粒或在人员大幅行动后代谢物增多等因素，造成防护装备局部防护性能下降，产生防护漏洞。受限于这些负面因素影响及现有静电防护装备本身材质极限，在高静电敏感等级(class 0/1a等)标准的防护中，这种轻度放电仍是不可忽视的问题，而现有防静电检测设备仍难以匹配这种高标准下的全面防护检测要求。此外，频繁使用的防静电装备在工作中容易出现一些难以察觉的外露导电纤维、线头等，在降低防护性能的同时，还会造成难以预计的局部放电。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种新型人体防静电综合监测装置，以解决背景技术中提出的问题。

2、为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案为：一种新型人体防静电综合监测装置，包括新型腕式便携监测仪和柔性检测线路。所述新型腕式便携监测仪包含数据处理单元、信号采集单元、测距定位单元、供电单元、扩展功能单元、环形结构件。所述柔性检测线路包含连接线路和检测探头。

3、所述新型腕式便携监测仪中的数据处理单元、信号采集单元、测距定位单元、供电单元、扩展功能单元集成于小型带静电屏蔽罩电路板上，并置于所述环形结构件内。

4、所述数据处理单元为监测仪控制及处理核心，用于数据处理、信息上传和对各单元的控制。

5、进一步地，所述数据处理单元集成wifi模块，所述wifi模块用于与服务器无线通信。

6、所述信号采集单元包括信号检测模块、控制开关模块与保护模块。

7、进一步地，所述信号检测模块包括电阻信号检测部分和静电信号检测部分。其中电阻信号检测部分包括运算放大器、跟随电路、反馈及输入端电路，用于实现人体综合电阻的检测。其中静电信号检测部分包括信号转换电路、放大电路等，用于实现对防护设备带电量的检测。

8、进一步地，所述电阻信号检测部分的反馈及输入端电路，是一种改进的电路构型，适用于本发明小型便携化检测需求；所述输入端电路与接触面板连接；所述运算放大器经跟随电路与数据处理单元连接。所述反馈电路由固定阻值的反馈电阻构成。

9、进一步地，所述静电信号检测部分的信号转换电路，是一种高输入阻抗且低输入电容的微型电路，其输入端经保护电路与圆孔接口连接，输出端经放大电路连至控制开关模块。

10、所述控制开关模块包括模拟开关及相关分压电阻，用于快速选通各采集通道并切换量程，实现大量程人体综合电阻的测量以及受控静电电量检测，同时降低检测时间。所述分压电阻为多个不同阻值电阻，一端与参考电源连接，另一端与所述模拟开关输入端连接。所述模拟开关受数据处理单元控制，经所述分压电阻、接触面板与待测人体综合电阻串联连接，同时另一路连接静电信号检测部分的输出至数据处理单元。

11、所述保护模块包括输入保护电路及输出截止电路，用于防止输入瞬时静电压过高损坏检测设备，同时避免检测装置经由检测线路到检测探头对外放电。

12、具体的，待测人体综合电阻一端通过接触面板与所述模拟开关输出端连接，另一端与所述检测探头连接。

13、具体的，待测防护装备及人体带电量通过检测探头与待测区域接触，将待测信号经检测线路与圆孔接口传输至信号检测模块。

14、所述测距定位单元运用uwb技术，包括uwb定位标签及其相关电路，用于发射uwb信号确定位置，实现人员与人员间、人员与静电敏感区域间的精准测距。

15、所述环形结构件包含圆孔接口、接触面板和壳体。

16、所述圆孔接口为装置的地线输出端及待测电量信号输入端，与所述连接线路的圆孔插头对接。可通过所述连接线路与检测探头实现接地，用于连接人体综合电阻以及人体静电释放；也可通过连接检测探头用于采集装备带电量信号。

17、所述接触面板为所述待测人体综合电阻输入端，置于所述壳体与手腕接触一侧，所述接触面板一面与所述小型集成电路板连接，另一面用于与待测人体综合电阻连接。

18、所述壳体包括抗静电abs材质腕式外壳、防静电纱线腕带及抗静电薄膜。所述防静电纱线腕带为可伸缩式腕带。所述抗静电薄膜覆盖粘贴于所述腕式外壳表面，用于屏蔽腕式壳体对外界静电干扰。

19、所述静电屏蔽罩置于所述腕式外壳内部，所述小型集成电路板置于静电屏蔽罩内。用于隔绝装置内外相互静电放电干扰。

20、所述扩展功能单元包括警报模块及预留待扩展功能接口。其中警报模块包括声光器及其相关电路，用于在特定条件下声光报警。所述警报模块与数据处理单元连接。

21、所述供电单元包括小型锂电池及其相关电路，用于为整个装置供电。

22、所述柔性检测线路包含连接线路和检测探头。所述连接线路包含圆孔插头、导线、粘扣带。所述检测探头包括圆孔接口、导线、探头和粘带扣。

23、进一步地，所述连接线路为一段两端带所述圆孔插头的绝缘导线。连接线路一端通过圆孔插头与所述新型腕式便携监测仪圆孔接口对接，另一端与所述检测探头的圆孔接口对接。所述粘带扣等距分布于所述绝缘导线上，用于将所述连接线路固定于防静电装备上。

24、进一步地，所述检测探头包括电阻检测探头部分与带电量检测探头部分。探头内侧与待测区域固定接触，探头外侧有绝缘防爆保护层。探头通过绝缘导线和圆孔接口与所述连接线路圆孔插头对接。所述粘带扣等距分布于所述绝缘导线上，用于将所述导线及检测探头固定于防静电装备待测区域。

25、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

26、1、本发明所提供的人体防静电综合监测装置是一种便携腕式装置，佩戴灵巧，操作简便，不需要复杂的检测线路及外接电源，可用于工作区域大、人员移动范围广、防护标准高的工作环境中，进行随时随地的防静电检测，并做出警示，以避免工作人员在进入工作区域后，因各种不规范行为导致无法保持严格防静电状态。确保工作人员全程合规、有效穿戴防静电装备，同时保证防静电装备整体全程处于有效防护范围内。且本装置对监测仪本身进行了防静电及静电屏蔽设计，以保证监测装置在使用中自身不会对外界产生静电放电干扰。

27、2、本发明所提供的人体防静电综合监测装置可在满足人体综合电阻检测功能的同时，实现对防静电装备及人体轻度带电量的检测，确保防静电装备以及人体在条件环境变化的情况下，自身积累带电量始终保持在安全区间内，弥补防静电装备在轻度放电范围内的防护不足，使装置可匹配到极高标准的防护领域，实现全方位防静电监测。

28、3、本发明所提供的人体防静电综合监测装置具有定位测距功能，可与安置在各静电敏感区域的定位标签进行实时动态测距。拓展了根据静电敏感区域的不同防护等级，进行相应个性化防静电监测方案设定的应用空间。比如对于极严格防护标准的区域，可根据本装置的实时定位测距结果设定距离阈值，当人员进入一定范围，监测仪即进行防静电检测，并提醒进行除静电操作等。

29、4、本发明所提供的人体防静电综合监测装置，通过使用适用于本发明的改进电路构型等设计，与现有装置相比，增大了检测量程范围和精度，减少了检测反应时间。可适配更多防护产品及应用场景。

30、5、本发明所提供的人体防静电综合监测装置具有联网功能，可与后台服务器进行数据通信，便于整体数据采集，以便后续综合分析，如单个目标防静电不合规次数，整体不合规易发区域等。且可便于服务器对监测仪进行操作控制。

31、6、本发明所提供的人体防静电综合监测装置保留了功能扩展空间，后续可与具体应用场景结合以扩展本装置功能，如具体应用中本装置还可结合安防等功能。