一种便携式人体静电电位监测报警系统

1.本文件涉及计算机技术领域，尤其涉及一种便携式人体静电电位监测报警系统。


背景技术：

2.人体由于自身动作及与其他物体接触分离或感应等因素，可以带上几千甚至上万伏静电，在易燃易爆材料加工生产过程中以及含易燃易爆粉尘或气体的环境中，带静电人体与工件接触时会发生静电放电(esd)，从而引起易燃易爆物品燃烧、爆炸，造成严重的安全事故；在国防领域，对电发火弹药进行技术检查、发射前准备以及弹药未爆弹排爆时，由于弹药及电发火装置处于加电状态，其更容易受到人体静电作用而发生重大事故。
3.人体静电电位是评价防静电措施的基本参数，测试和监控人体静电电位是减少静电危害的重要手段。目前的测试方法和仪器体型较大、不便携。文献[1] 研制的基于mems技术的非接触人体静电电位测量装置，以及文献[2]的人体静电电位检测装置都是静电安检门的形式(主要结构和原理见附图1及其说明)，仅能测试人员进门时刻的静电电位，本领域技术人员知道人体静电电位是随着活动和一系列的操作工作呈现动态变化的，因此无法得到进门后实际工作时的带电情况。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提供一种便携式人体静电电位监测报警系统，旨在解决现有技术中的上述问题。
[0005]
本发明提供一种便携式人体静电电位监测报警系统，包括：
[0006]
静电传感器，包括金属壳体和设置于所述金属壳体内的导体球，所述金属壳体用于与人体手腕皮肤接触，获得与人体等电位，与所述金属壳体绝缘的导体球用于感应所述金属壳体上的电荷，得到电荷信号；
[0007]
电路板，与所述静电传感器连接，用于接收所述电荷信号，基于所述电荷信号得到人体静电电位；
[0008]
电池，与所述静电传感器和所述电路板连接，用于为所述便携式人体静电电位监测报警系统提供电源；
[0009]
外壳，用于安装所述便携式人体静电电位监测报警系统中的元器件；
[0010]
接地线，与所述电路板连接，用于实现所述便携式人体静电电位监测报警系统的接地。
[0011]
采用本发明实施例，能够实现便携地、实时监测人体静电电位。
附图说明
[0012]
为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造
性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]
图1是本发明实施例的便携式人体静电电位监测报警系统的结构示意图；
[0014]
图2是本发明实施例的电路板的电路组成示意图；
[0015]
图3是本发明实施例的便携式人体静电电位监测报警系统的功能结构示意图；
[0016]
图4是本发明实施例的报警系统界面的示意图；
[0017]
图5是本发明实施例的上位机显示界面的示意图。
具体实施方式
[0018]
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书一个或多个实施例中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本文件的保护范围。
[0019]
根据本发明实施例，提供了一种便携式人体静电电位监测报警系统，图1 是本发明实施例的便携式人体静电电位监测报警系统的结构示意图，如图1所示，根据本发明实施例的便携式人体静电电位监测报警系统具体包括：
[0020]
静电传感器，包括金属壳体21和设置于所述金属壳体21内的导体球22，所述金属壳体21用于与人体手腕皮肤接触，获得与人体等电位，与所述金属壳体21绝缘的导体球22用于感应所述金属壳体上的电荷，得到电荷信号；
[0021]
电路板23，与所述静电传感器连接，用于接收所述电荷信号，基于所述电荷信号得到人体静电电位；所述电路板23具体包括：
[0022]
电荷放大电路231，用于对所述电荷信号进行放大；
[0023]
信号调理电路232，与所述电荷放大电路连接，用于对放大后的电荷信号进行调理，得到用于ad采集的电荷信号；
[0024]
主控电路233，与所述信号调理电路连接，用于根据调理后的电荷信号得到人体静电电位；所述主控电路233具体用于：
[0025]
根据预先写入的标定补偿系数，基于调理后的电荷信号计算出实际的人体静电电位。
[0026]
所述主控电路233进一步用于：
[0027]
判断所述人体静电电位是否达到预先设置的报警阈值，如果达到，则向报警电路发送报警信号，并提供报警阈值设置功能；
[0028]
电源电路234，用于通过电池为所述便携式人体静电电位监测报警系统供电。
[0029]
所述电路板23还可以进一步包括：
[0030]
报警电路235，与所述主控电路连接，用于根据所述报警信号进行声和/ 或光报警。
[0031]
无线传输模块，用于利用无线传输功能将人体静电电位发送到上位机。
[0032]
电池26，与所述静电传感器和所述电路板连接，用于为所述便携式人体静电电位监测报警系统提供电源；所述电池26可以为锂电池。
[0033]
外壳25，用于安装所述便携式人体静电电位监测报警系统中的元器件；
[0034]
接地线27，与所述电路板连接，用于实现所述便携式人体静电电位监测报警系统的接地。
[0035]
在本发明实施例中，还可以包括：
[0036]
显示屏24，设置于所述外壳25上，与所述电路板23连接，用于接收所述电路板23发送的人体静电电位并进行显示。
[0037]
所述显示屏24进一步用于：显示设置报警阈值的交互界面。
[0038]
上述系统还可以进一步包括：
[0039]
上位机，与所述电路板连接，用于接收所述电路板发送的人体静电电位，并基于所述人体静电电位进行数据分析处理。
[0040]
所述上位机具体用于：接收所述电路板发送的人体静电电位，进行波形显示和数据存储，根据存储的数据进行后期的分析和事故归零。
[0041]
以下结合附图，对本发明实施例的上述技术方案进行详细说明。
[0042]
如图1和图2所示，金属壳体21和导体球22构成静电传感器，当人体静电带电时，由于金属壳体21与手腕皮肤接触，与人体等电位，与金属壳体绝缘的导体球22上会感应到电荷，该电荷信号经电路板23上的电荷放大电路231、信号调理电路232，送入主控电路233，得到人体静电电位，当人体静电电位达到设置的报警阈值时，报警电路235发出声光报警，提醒工作人员，电源电路234给整个系统供电；显示屏24显示人体静电电位，以及设置报警阈值的交互界面，锂电池26和电路板23放在外壳25中，系统经接地线27接地。
[0043]
系统功能框图如图3所示，由传感器得到人体静电信号，然后由信号调理电路转换为可用于ad采集的信号，送入微控制器；将标定补偿系数写入微控制器程序中，计算出实际的人体静电电位，在图形化界面上显示，同时可以选择设置报警阈值，当人体静电电位超过报警阈值后，系统发出警报；电源给整个系统供电；通过无线传输功能将下位机系统的测量数据发送到pc上位机，进行波形显示和数据存储，存储的数据可用于后期的分析和事故归零。
[0044]
图4所示为腕带式人体静电电位监测报警系统的人机交互界面，图5为腕带式人体静电电位监测报警系统上位机的界面。
[0045]
本发明实施例通过特殊的传感器的结构，参考市面上常见的人体健康监测手表的基本形式，静电传感器设计为金属外壳内嵌导体球的结构。当装置佩戴在手腕上时，金属壳体21即外电极与人体接触，与人体等电位，是被测信号的输入端，同时又可作为耦合信号的屏蔽导体，即屏蔽了外界其它电场的干扰，感应电极22上得到的信号仅为人体静电信号，且由于高压电极(即金属壳体 21)不接触电路输入端，因此该结构有很高的输入电阻。
[0046]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。