一种具有静电泄放报警功能的教学工作台的制作方法

1.本发明涉及静电泄放报警技术领域，尤其涉及一种具有静电泄放报警功能的教学工作台。


背景技术：

2.随着科技的进步，在教学过程中学生及老师接触高精密的电子元器件及仪器，越来越普遍，经实验测量：人体在乙烯树脂地板上走动时，可产生250—12000伏静电；室内屁股在椅子上磨蹭就会产生1800伏以上的静电；在地毯上走动可产生1500—35000伏静电，通常静电超过7000伏，人就会有电击感，如此高的静电电压对这些精密的电子元器件及仪器会造成严重的损坏。
3.目前市面上的教学工作台会进行接“大地”处理，操作人员通过静电穿戴工具，如手环等连接工作台接“大地”处，进行人体静电泄放，但在实际过程中经常出现佩戴人员的静电穿戴工具松脱或未正确佩戴，经常无法及时被发现，如果继续操作就会造成电子元器件及仪器被静电击穿造成毁坏。
4.因此，提供一种新的技术方案改善上述问题，是本领域技术人员急需解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供一种具有静电泄放报警功能的教学工作台，以解决上述技术问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种具有静电泄放报警功能的教学工作台，包括：工作桌、设置在工作桌上的桌面、设置在桌面上的工作台、设置在工作台上的静电报警装置和设置在工作台内部的静电泄放报警模组；
8.在上述的方案中，所述静电报警装置用于接收用户发送的电源开关操作信号，并发送至所述静电报警装置进行电源连接和断开，以及提供静电装置输入口和常规电源插口，并对所述静电泄放报警模组发送的报警信号进行声光报警指示。
9.在上述的方案中，所述静电泄放报警模组用于对静电装置输入信号进行检测。
10.在上述的方案中，所述静电报警装置上设置电源开关、静电装置输入口、声光报警指示器和常规电源插口，所述电源开关用于接收用户的电源开关操作信号，并发送至所述静电泄放报警模组，所述静电泄放报警模组控制所述静电报警装置与所述静电泄放报警模组之间电源的连接和断开；所述静电装置输入口用于与外部静电装置进行电连接，并采集外部静电装置的输入信号，所述声光报警指示器用于接收所述静电泄放报警模组发送的报警信号，对报警信号进行声光报警；所述常规电源插口与外部常规电器设备电连接，为外部常规电器设备提供电源。
11.在上述的方案中，所述静电泄放报警模组包括电源电路、正弦波振荡器电路和比较器电路，所述电源电路用于将市电转换为直流电源；所述正弦波振荡器电路与所述电源
电路电连接，所述电源电路为所述正弦波振荡器电路提供电源，所述正弦波振荡器电路用于采集所述面板和所述静电穿戴设备连接端口的输入信号，并根据输入信号输出正弦波信号和高电平信号；所述比较器电路与所述电源电路和所述正弦波振荡器电路电连接，所述电源电路为所述比较器电路提供电源，所述比较器电路接收所述正弦波振荡器电路输出的正弦波信号和高电平信号，并根据接收的正弦波信号或高电平信号获取相应的电压值，以及将获取相应的电压值与基准点电压进行比较，根据比较结果输出相应的低电平或高电平。
12.在上述的方案中，所述静电泄放报警模组还包括工作指示电路、方波振荡电路和声光报警器电路，所述工作指示电路、所述方波振荡电路和所述声光报警器电路均与所述电源电路电连接，所述电源电路为所述工作指示电路、所述方波振荡电路和所述声光报警器电路提供电源，所述工作指示电路与所述比较器电路电连接，所述工作指示电路用于接收所述比较器电路输出的低电平或高电平信号，并根据低电平或高电平信号进行灯光指示；所述方波振荡电路与所述比较器电路电连接，所述方波振荡电路用于接收所述比较器电路输出的低电平或高电平信号，并根据低电平或高电平信号输出方波信号或低电平信号；所述声光报警器电路与所述方波振荡电路电连接，所述声光报警器电路用于接收所述方波振荡电路输出的方波信号或低电平信号，并根据方波信号或低电平信号进行声光报警。
13.在上述的方案中，所述电源电路包括交流变压器t、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、电容c1、电容c2、稳压器u、电容c3和电容c4，所述交流变压器t的输入端通过所述面板上设置的电源开关与交流电源接口cn1电连接，所述二极管d1、所述二极管d2、所述二极管d3和所述二极管d4组成整流桥，所述整流桥的输入端与所述交流变压器t的输出端电连接，所述电容c1和所述电容c2并联在所述整流桥的输出端与地之间，所述稳压器u的输入端与所述电容c2的第一端电连接，所述稳压器u的地端接至地，所述电容c3的第一端与所述稳压器u的输出端电连接，所述电容c3的第二端接至地，所述电容c4的第一端与所述电容c3的第一端电连接，所述电容c4的第二端接至地，所述电容c4的第一端作为直流电源vcc的输出端。
14.在上述的方案中，所述正弦波振荡器电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电容c5、电阻r5、电位器r6、电容c6、电容c7、运算放大器a1和电阻r7，所述电阻r1的第一端与所述面板上设置的静电装置输入口电连接，所述电阻r2的第一端与所述电阻r1的第二端电连接，所述电阻r3的第一端与所述电阻r2的第二端电连接，所述电阻r3的第二端接至地，所述电阻r4的第一端与所述电阻r1的第一端电连接，所述电容c5的第一端与所述电阻r4的第二端电连接，所述电阻r5的第一端与所述电容c5的第二端电连接，所述电位器r6的第一端与所述电阻r5的第二端电连接，所述电容c6的第一端与所述电位器r6的第二端电连接，所述电容c6的第二端接至地，所述电位器r6的第三端与地线端口cn2电连接，所述电容c7的第一端与所述电容c5的第二端电连接，所述运算放大器a1的同相输入端与所述电阻r2的第一端电连接，所述运算放大器a1的反相输入端与所述电容c7的第二端电连接，所述电阻r7连接至所述运算放大器a1的反相输入端与所述运算放大器a1的输出端之间，所述运算放大器a1的输出端所述电阻r4的第二端电连接，所述运算放大器a1的电源输入端连接至所述电源电路输出的直流电源vcc，所述运算放大器a1的接地端接至地，所述运算放大器a1的输出端
作为所述正弦波振荡器电路的输出端。
15.在上述的方案中，所述比较器电路包括二极管d5、电阻r8、电容c8、电阻r9、电阻r10和运算放大器a2，所述二极管d5的阴极与所述正弦波振荡器电路的输出端电连接，所述电阻r8的第一端与所述二极管d5的阳极电连接，所述电容c8和所述电阻r9并联在所述电源电路输出的直流电源vcc与所述电阻r8的第二端之间，所述电阻r10的第一端连接至所述电源电路输出的直流电源vcc，所述电阻r10的第二端与所述正弦波振荡器电路中的电阻r2与电阻r3的连接点电连接，并接至地线端口cn2电连接，所述运算放大器a2的同相输入端与所述电阻r8的第二端电连接，所述运算放大器a2的反相输入端与所述电阻r10的第二端电连接，所述运算放大器a2的电源输入端连接至所述电源电路输出的直流电源vcc，所述运算放大器a2的接地端接至地，所述运算放大器a2的输出端作为所述比较器电路的输出端。
16.在上述的方案中，所述工作指示电路包括电阻r11和发光二极管l1，所述电阻r11的第一端与所述比较器电路的输出端电连接，所述发光二极管l1的第一端与所述电阻r11的第二端电连接，所述发光二极管l1的第二端接至地。
17.在上述的方案中，所述方波振荡电路包括电阻r12、二极管d6、电容c9、运算放大器a3、电阻r13和电阻r14，所述电阻r12的第一端与所述正弦波振荡器电路中的电阻r2与电阻r3的连接点电连接，所述运算放大器a3的同相输入端与所述电阻r12的第二端电连接，所述二极管d6的阳极与所述比较器电路的输出端电连接，所述电容c9的第一端与所述二极管d6的阴极电连接，所述电容c9的第二端接至地，所述运算放大器a3的反相输入端与所述电容c9的第一端电连接，所述运算放大器a3的电源输入端连接至所述电源电路输出的直流电源vcc，所述运算放大器a3的接地端接至地，所述电阻r13连接至所述运算放大器a3的同相输入端与所述运算放大器a3的输出端之间，所述电阻r14连接至所述运算放大器a3的反相输入端与所述运算放大器a3的输出端之间，所述运算放大器a3的输出端作为所述方波振荡电路的输出端。
18.在上述的方案中，所述声光报警电路包括运算放大器a4、电阻r15、电阻r16、发光二极管l2、蜂鸣器b和二极管d7，所述运算放大器a4的同相输入端与所述方波振荡电路的输出端电连接，所述电阻r15和所述电阻r16串接在所述运算放大器a4的同相输入端与所述运算放大器a4的输出端之间，所述发光二极管l2的第一端与所述电阻r15和所述电阻r16的串接点电连接，所述发光二极管l2的第二端接至地，所述运算放大器a4的反相输入端与所述运算放大器a4的输出端电连接，所述运算放大器a4的电源输入端连接至所述电源电路输出的直流电源vcc，所述运算放大器a4的接地端接至地，所述蜂鸣器b的第一端与所述运算放大器a4的输出端电连接，所述二极管d7的阳极与所述蜂鸣器b的第二端电连接，所述二极管d7的阴极接至地。
19.综上所述，本发明的有益效果是：通过设置在静电报警装置上的静电装置输入口采集静电装置的异常信号和输入信号，通过工作台内置一个静电泄放报警模组通，进行静电泄放检测，并通过设置在静电报警装置上的声光报警指示器进行静电装置的异常报警，解决了佩戴人员的静电穿戴工具松脱或未正确佩戴时，不能及时被发现的问题，避免了电子元器件及仪器被静电击穿造成毁坏。
附图说明
20.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
21.图1为本发明中具有静电泄放报警功能的教学工作台的立体结构示意图。
22.图2为本发明中静电报警装置的结构示意图。
23.图3为本发明中静电泄放报警模组的组成示意图。
24.图4为本发明中电源电路的电路图。
25.图5为本发明中静电泄放检测报警电路的电路图。
26.附图标记列表：工作桌1、桌面2、工作台3、电源开关31、静电装置输入口32、声光报警指示器33、常规电源插口34。
具体实施方式
27.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
28.如图1所示，本发明的一种具有静电泄放报警功能的教学工作台，包括：工作桌1、设置在工作桌1上的桌面2、设置在桌面上的工作台3、设置在工作台3上的静电报警装置和设置在工作台3内部的静电泄放报警模组。
29.下面结合附图对本发明上述各模块间的连接关系做进一步详细说明。
30.所述静电报警装置用于接收用户发送的电源开关操作信号，并发送至所述静电报警装置进行电源连接和断开，以及提供静电装置输入口和常规电源插口，并对所述静电泄放报警模组发送的报警信号进行声光报警指示；所述静电泄放报警模组用于对静电装置输入信号进行检测。
31.如图2所示，所述静电报警装置上设置电源开关31、静电装置输入口32、声光报警指示器33和常规电源插口34，所述电源开关31用于接收用户的电源开关操作信号，并发送至所述静电泄放报警模组，所述静电泄放报警模组控制所述静电报警装置与所述静电泄放报警模组之间电源的连接和断开；所述静电装置输入口32用于与外部静电装置进行电连接，并采集外部静电装置的输入信号，所述声光报警指示器33用于接收所述静电泄放报警模组发送的报警信号，对报警信号进行声光报警；所述常规电源插口34与外部常规电器设备电连接，为外部常规电器设备提供电源。
32.在本实施例中，用户可选择所述静电装置输入口22进行静电装置连接，在所述静电泄放报警模组获取到静电装置的异常输入信号时，所述声光报警指示器23进行声光报警。
33.如图3所示，所述静电泄放报警模组包括电源电路7、正弦波振荡器电路8和比较器电路9，所述电源电路7用于将市电转换为直流电源；所述正弦波振荡器电路8与所述电源电路7电连接，所述电源电路7为所述正弦波振荡器电路8提供电源，所述正弦波振荡器电路8用于采集所述面板2和所述静电穿戴设备连接端口4的输入信号，并根据输入信号输出正弦波信号和高电平信号；所述比较器电路9与所述电源电路7和所述正弦波振荡器电路8电连接，所述电源电路7为所述比较器电路9提供电源，所述比较器电路9接收所述正弦波振荡器
电路8输出的正弦波信号和高电平信号，并根据接收的正弦波信号或高电平信号获取相应的电压值，以及将获取相应的电压值与基准点电压进行比较，根据比较结果输出相应的低电平或高电平。
34.进一步地，所述静电泄放报警模组还包括工作指示电路10、方波振荡电路11和声光报警器电路12，所述工作指示电路10、所述方波振荡电路11和所述声光报警器电路12均与所述电源电路7电连接，所述电源电路7为所述工作指示电路10、所述方波振荡电路11和所述声光报警器电路12提供电源，所述工作指示电路10与所述比较器电路9电连接，所述工作指示电路10用于接收所述比较器电路9输出的低电平或高电平信号，并根据低电平或高电平信号进行灯光指示；所述方波振荡电路11与所述比较器电路9电连接，所述方波振荡电路11用于接收所述比较器电路9输出的低电平或高电平信号，并根据低电平或高电平信号输出方波信号或低电平信号；所述声光报警器电路12与所述方波振荡电路11电连接，所述声光报警器电路12用于接收所述方波振荡电路11输出的方波信号或低电平信号，并根据方波信号或低电平信号进行声光报警。
35.如图4所示，所述电源电路7包括交流变压器t、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、电容c1、电容c2、稳压器u、电容c3和电容c4，所述交流变压器t的输入端通过所述面板2上设置的电源开关21与交流电源接口cn1电连接，所述二极管d1、所述二极管d2、所述二极管d3和所述二极管d4组成整流桥，所述整流桥的输入端与所述交流变压器t的输出端电连接，所述电容c1和所述电容c2并联在所述整流桥的输出端与地之间，所述稳压器u的输入端与所述电容c2的第一端电连接，所述稳压器u的地端接至地，所述电容c3的第一端与所述稳压器u的输出端电连接，所述电容c3的第二端接至地，所述电容c4的第一端与所述电容c3的第一端电连接，所述电容c4的第二端接至地，所述电容c4的第一端作为直流电源vcc的输出端。
36.在本实施例中，交流变压器t将交流220v电压转变低压交流电压，经过二极管d1、二极管d2、二极管d3和二极管d4组成的整流桥整流产生脉动直流电压，输出给电容c1和电容c2进行滤波，产生无脉动直流电压提供给稳压器u，稳压器u输出稳定的直流电压，再经电容c3和电容c4滤波后，输出稳定无脉动直流电压vcc。
37.在本实施例中，电源电路7也可用其他形式的符合直流电压vcc值的电源替代。
38.如图5所示，所述正弦波振荡器电路8包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电容c5、电阻r5、电位器r6、电容c6、电容c7、运算放大器a1和电阻r7，所述电阻r1的第一端与所述面板2上设置的静电装置输入口22电连接，所述电阻r2的第一端与所述电阻r1的第二端电连接，所述电阻r3的第一端与所述电阻r2的第二端电连接，所述电阻r3的第二端接至地，所述电阻r4的第一端与所述电阻r1的第一端电连接，所述电容c5的第一端与所述电阻r4的第二端电连接，所述电阻r5的第一端与所述电容c5的第二端电连接，所述电位器r6的第一端与所述电阻r5的第二端电连接，所述电容c6的第一端与所述电位器r6的第二端电连接，所述电容c6的第二端接至地，所述电位器r6的第三端与地线端口cn2电连接，所述电容c7的第一端与所述电容c5的第二端电连接，所述运算放大器a1的同相输入端与所述电阻r2的第一端电连接，所述运算放大器a1的反相输入端与所述电容c7的第二端电连接，所述电阻r7连接至所述运算放大器a1的反相输入端与所述运算放大器a1的输出端之间，所述运算放大器a1的输出端所述电阻r4的第二端电连接，所述运算放大器a1的电源输入端连接至所述电
源电路7输出的直流电源vcc，所述运算放大器a1的接地端接至地，所述运算放大器a1的输出端作为所述正弦波振荡器电路8的输出端。
39.在本实施例中，电容c5、电阻r5、电位器r6、电容c6、电容c7、运算放大器a1和电阻r7构成选频电路，电阻r1和电阻r4构成正反馈电路，电阻r3和电阻r10的分压决定正弦波中心点电压，为了使振荡器输出信号达到最大幅值，此处中心点电压设计为0.5倍vcc，地线端口cn2连接至电网接地电位端pe，运算放大器a1输出至所述比较器电路9。
40.在本实施例中，当静电装置输入口22悬空，或静电穿戴设备与人体接触不良时，正弦波振荡器电路8正常工作，运算放大器a1输出正弦波；当静电装置输入口22连接静电穿戴设备正常佩戴时，即静电装置输入口22与大地形成回路，电位改变，此时正弦波振荡器电路8起振条件被改变，运算放大器a1输出高电平，约为0.5倍vcc。
41.进一步地，所述比较器电路9包括二极管d5、电阻r8、电容c8、电阻r9、电阻r10和运算放大器a2，所述二极管d5的阴极与所述正弦波振荡器电路8的输出端电连接，所述电阻r8的第一端与所述二极管d5的阳极电连接，所述电容c8和所述电阻r9并联在所述电源电路7输出的直流电源vcc与所述电阻r8的第二端之间，所述电阻r10的第一端连接至所述电源电路7输出的直流电源vcc，所述电阻r10的第二端与所述正弦波振荡器电路8中的电阻r2与电阻r3的连接点电连接，并接至地线端口cn2电连接，所述运算放大器a2的同相输入端与所述电阻r8的第二端电连接，所述运算放大器a2的反相输入端与所述电阻r10的第二端电连接，所述运算放大器a2的电源输入端连接至所述电源电路7输出的直流电源vcc，所述运算放大器a2的接地端接至地，所述运算放大器a2的输出端作为所述比较器电路9的输出端。
42.在本实施例中，其中二极管d5、电阻r8、电容c8构成限幅限流作用，运算放大器a2的基准电压由电阻r5和电阻r10的分压决定。
43.在本实施例中，当正弦波振荡器电路8的运算放大器a1输出正弦波，经过二极管d5限幅后输出电压值为电压值小于r3和r10构成基准电压，此时运算放大器a2输出低电平，约为0v；当正弦波振荡器电路8的运算放大器a1输出高电平时，经过二极管d5限幅后输出电压值，电压值大于r3和r10构成基准电压，此时运算放大器a2输出高电平，约为vcc值。
44.进一步地，所述工作指示电路10包括电阻r11和发光二极管l1，所述电阻r11的第一端与所述比较器电路9的输出端电连接，所述发光二极管l1的第一端与所述电阻r11的第二端电连接，所述发光二极管l1的第二端接至地。
45.在本实施例中，当比较器电路9的运算放大器a2输出高电平，发光二极管l1灯发光指示，提示示静电穿戴设备正常佩戴正常；当比较器电路9的运算放大器a2输出低电平，发光二极管l1灯熄灭。
46.进一步地，所述方波振荡电路11包括电阻r12、二极管d6、电容c9、运算放大器a3、电阻r13和电阻r14，所述电阻r12的第一端与所述正弦波振荡器电路8中的电阻r2与电阻r3的连接点电连接，所述运算放大器a3的同相输入端与所述电阻r12的第二端电连接，所述二极管d6的阳极与所述比较器电路9的输出端电连接，所述电容c9的第一端与所述二极管d6的阴极电连接，所述电容c9的第二端接至地，所述运算放大器a3的反相输入端与所述电容c9的第一端电连接，所述运算放大器a3的电源输入端连接至所述电源电路7输出的直流电
源vcc，所述运算放大器a3的接地端接至地，所述电阻r13连接至所述运算放大器a3的同相输入端与所述运算放大器a3的输出端之间，所述电阻r14连接至所述运算放大器a3的反相输入端与所述运算放大器a3的输出端之间，所述运算放大器a3的输出端作为所述方波振荡电路11的输出端。
47.在本实施例中，方所述方波振荡电路11的振荡频率由电容c9、电阻r13、电阻r14决定，当所述比较器电路9的运算放大器a2输出高电平时，二极管d6反向截止，方所述方波振荡电路11的运算放大器a3输出方波；当所述比较器电路9的运算放大器a2输出低电平时，二极管d6正向导通，方所述方波振荡电路11的运算放大器a3输出低电平，约为0v。
48.进一步地，所述声光报警电路12包括运算放大器a4、电阻r15、电阻r16、发光二极管l2、蜂鸣器b和二极管d7，所述运算放大器a4的同相输入端与所述方波振荡电路11的输出端电连接，所述电阻r15和所述电阻r16串接在所述运算放大器a4的同相输入端与所述运算放大器a4的输出端之间，所述发光二极管l2的第一端与所述电阻r15和所述电阻r16的串接点电连接，所述发光二极管l2的第二端接至地，所述运算放大器a4的反相输入端与所述运算放大器a4的输出端电连接，所述运算放大器a4的电源输入端连接至所述电源电路7输出的直流电源vcc，所述运算放大器a4的接地端接至地，所述蜂鸣器b的第一端与所述运算放大器a4的输出端电连接，所述二极管d7的阳极与所述蜂鸣器b的第二端电连接，所述二极管d7的阴极接至地。
49.在本实施例中，也可外接声光报警指示器23替代蜂鸣器b，当方波振荡电路11的运算放大器a3输出方波时，声光报警电路12的运算放大器a4输出方波驱动蜂鸣器b间歇发声和发光二极管l2闪烁发亮；当方波振荡电路11的运算放大器a3输出低电平时，声光报警电路12的运算放大器a4输出低电平，蜂鸣器b和发光二极管l2不工作。
50.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。