电压检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对由绝缘材料覆盖的检测对象的电压经由该绝缘材料进行检测的非接触型电压检测装置。
【背景技术】
[0002]作为非接触型的电压检测装置，已知下文的专利文献I公开的电压检测装置(非接触式的静电压跟随器)。该电压检测装置包括用于检测电压的探针。该探针包含:朝向具有要测定的静电量的测定表面(检测对象的表面)而设置的检测电极；为了对检测电极和测定表面间的电容耦合进行调制与检测电极功能性连接的调制器或驱动单元；以及为了对与检测电极一致的测定表面的区域进行照射而规定朝向测定表面的辐射线的通路的单元。
[0003]另外，检测电极收纳在外壳内。另外，在该外壳设置第一开口或窗，通过该第一开口或窗使检测电极暴露在测定表面。另外，检测电极利用线与收纳在外壳内的放大器(电流电压转换用的运算放大器)的相加输入端(反转输入端)连接，该放大器的非反转输入端利用线与作为基准单位的外壳连接。另外，调制器或驱动单元能采用例如压电换能器，调制器或驱动单元通过使功能性连接的检测电极进行机械运动(振动)，从而对形成在测定表面和检测电极之间的电容(耦合电容)进行调制。
[0004]具备该探针的电压检测装置中，在该电容调制时，基于该电容、以及流经用于电流电压转换的、连接在放大器的相加输入端(反转输入端)和输出端之间的电阻的电流，能非接触地检测测定表面的电压。
现有技术文献专利文献
[0005]专利文献1:日本专利公开平7-92487号公报(第6页、图7)
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0006]但是，在上述电压检测装置中，存在下文所述的应解决的问题。S卩，该电压检测装置中，需要在测定表面设置探针，使检测电极通过设置在外壳的第一开口(或窗)暴露在测定表面。其若是以绝缘体覆盖第一开口的结构，理论上，在绝缘体的表面上也受到测定表面的电压的影响，出现电荷，但出现在绝缘体表面的电荷容易逃走、消失。由此，在该电压检测装置中，绝缘体夹在测定表面和检测电极之间的情况下，存在无法检测测定表面的电压这一应该解决的问题。
[0007]本发明是为了解决该问题而完成的，其目的在于提供一种电压检测装置，即便在检测对象和检测电极之间存在绝缘体的情况下，也能以非接触方式对检测对象的电压进行检测。
解决技术问题所采用的技术方案
[0008]为了达成上述目的，本发明的电压检测装置，是对被绝缘体覆盖的检测对象中产生的检测对象电压进行检测的电压检测装置，包括:检测电极，该检测电极与所述绝缘体直接接触或以夹着其它绝缘体的状态间接接触设置；振动体，该振动体使所述绝缘体振动；电流电压转换电路，该电流电压转换电路在使所述绝缘体振动的状态下，将与所述振动体的振动同步的检测电流转换为检测电压信号，所述检测电流从所述检测对象经由所述检测电极流至基准电压，并且所述检测电流的振幅与所述检测对象电压和该基准电压之间的电位差相对应地受到调制；以及检波电路，该检波电路根据所述检测电压信号检测出表示所述电位差的检波输出。
[0009]另外，本发明的电压检测装置中，所述检波电路用与所述检测电压信号同步的同步信号对该检测电压信号进行同步检波，检测出所述检波输出。
[0010]另外，本发明的电压检测装置中，所述电流电压转换电路具有运算放大器，该运算放大器的第一输入端子被规定为所述基准电压，第二输入端子与所述检测电极连接，并且在该第二输入端子和输出端子之间连接反馈电路，将在该反馈电路流过的所述检测电流转换为所述检测电压信号。
[0011]另外，本发明的电压检测装置包括:壳体，该壳体由绝缘材料形成，并且所述检测电极、所述振动体、所述电流电压转换电路以及所述检波电路设置在其内部，所述检测电极设置在构成所述壳体的多个壁部中的、外表面与所述绝缘体接触的、作为其它所述绝缘体的壁部的内表面，所述振动体固定在所述多个壁部中的某个壁部的内表面上，使所述壳体振动。
[0012]另外，本发明的电压检测装置包括:屏蔽构件，该屏蔽构件覆盖所述检测电极、所述振动体、所述电流电压转换电路以及所述检波电路。
[0013]另外，本发明的电压检测装置是对被绝缘体覆盖的检测对象中产生的检测对象电压进行检测的电压检测装置，包括:检测电极，该检测电极被设置成与所述绝缘体直接接触或以夹着其它绝缘体的状态间接接触；超声波激励部，该超声波激励部在所述检测对象上施加静磁场，并且在该检测对象中该静磁场的施加部位产生涡电流，从而在该检测对象中激励出在与该施加部位的表面交叉的方向上振动的超声波；电流电压转换电路，该电流电压转换电路在所述检测对象中激励出所述超声波的状态下，将与所述超声波同步的检测电流转换为检测电压信号，所述检测电流从所述检测对象经由所述检测电极流至基准电压，并且所述检测电流的振幅与所述检测对象电压和该基准电压之间的电位差相对应地受到调制；以及检波电路，该检波电路根据所述检测电压信号检测出表示所述电位差的检波输出。
[0014]另外，本发明的电压检测装置中，所述超声波激励部包括:磁体，该磁体通过产生所述静磁场并施加在所述检测对象，从而在该检测对象中的所述施加部位的内部产生沿着所述表面的静磁场；以及线圈，该线圈基于被提供的交流电流在所述检测对象上产生所述涡电流，激励出在与所述施加部位的所述表面垂直的方向上振动的所述超声波。
[0015]另外，本发明的电压检测装置中，所述磁体包括:第一磁体，在该第一磁体的所述施加部位侧的磁极附近设置所述线圈；以及第二磁体和第三磁体，该第二磁体和第三磁体被设置成各自的所述施加部位侧的磁极被磁化成与所述第一磁体的所述磁极不同的极性，并且包夹该第一磁体的该磁极。
[0016]另外，本发明的电压检测装置中，所述检波电路用与所述检测电压信号同步的同步信号对该检测电压信号进行同步检波，检测出所述检波输出。
[0017]另外，本发明的电压检测装置中，所述电流电压转换电路具有运算放大器，该运算放大器的第一输入端子被规定为所述基准电压，第二输入端子与所述检测电极连接，并且在该第二输入端子和输出端子之间连接反馈电路，将在该反馈电路流过的所述检测电流转换为所述检测电压信号。
发明效果
[0018]根据本发明的电压检测装置，通过使直接或间接与检测电极接触的绝缘体振动，在检测对象和检测电极之间产生检测电流，基于该检测电流，检测出检测对象的检测对象电压，因此即使在检测对象和检测电极之间存在有绝缘体的情况下，也能以非接触的方式(检测电极不直接接触检测对象)对检测对象电压进行检测。
[0019]另外，根据本发明的电压检测装置，检波电路通过用同步信号对检测电压信号进行同步检波，输出检波输出，能以外界影响较少的状态对检波输出进行检测。
[0020]另外，根据本发明的电压检测装置，通过使电流电压转换电路具有运算放大器以及反馈电阻而构成，能以高灵敏度检测检测电流并转换为检测电压信号。
[0021]另外，根据本发明的电压检测装置，通过将电压检测装置收纳(设置)在由绝缘材料形成的壳体内，使检测电极以及振动体不露出而构成，节省了使检测电极以及振动体分别与绝缘体接触的麻烦，因此能更高效地实施检查对象电压的检测操作。
[0022]另外，根据本发明的电压检测装置，通过具备覆盖检测电极、振动体、电流电压转换电路以及检波电路的屏蔽构件，能降低外部(外部磁场或外部电场等)对构成电压检测装置的电路的影响，因此能以外界影响进一步减少的状态检测检波输出并输出。
[0023]另外，本发明的电压检测装置中，通过由超声波激励部在检测对象的内部激励出超声波使检测对象上产生振动，由该产生的振动使接触检测电极的绝缘体振动，从而产生检测电流，并且基于该检测电流检测检测对象的检测对象电压。由此，根据该电压检测装置，即便在检测对象和检测电极之间存在绝缘体的情况下，也能以非接触的方式(检测电极不直接接触检测对象)对检测对象电压进行检测。
[0024]另外，本发明的电压检测装置中，超声波激励部包括:在检测对象中静磁场的施加部位的内部沿着该施加部位的表面产生静磁场的磁体；以及基于被提供的交流电流在检测对象产生涡电流的线圈，在检测对象内激励出在与该施加部位的表面垂直的方向上(检测对象的深度方向)振动的超声波。由此，根据该电压检测装置，能在使绝缘体的静电电容的电容值得以最高效地变化的方向上在检测对象以及绝缘体中产生振动，因此能使从检测对象经由检测电极流至基准电位的检测电流的电平升高，结果能使检测对象电压的检测灵敏度足够高。
[0025]另外，根据本发明的电压检测装置，将静磁场的施加部位中与中央第一磁体的磁极的相对部位作为基准，能在该相对部位的两侧的内部沿着检测对象的表面产生静磁场，因此能对在该相对部位的周围产生的涡电流作用更多的静磁场，结果，能在检测对象的内部产生更强的超声波，进一步产生更强的振动。由此，根据该电压检测装置，能使从检测对象经由检测电极流至基准电位的检测电流的电平更进一步升高，结果能进一步提高检测对象电压的检测灵敏度。
[0026]另外，根据本发明的电压检测装置，检波电路通过用同步信号对检测电压信号进行同步检波，输出检波输出，从而能以外界影响较少的状态对检波输出进行检测。
[0027]另外，根据本发明的电压检测装置，通过使电流电压转换电路具有运算放大器以及反馈电阻而构成，能以高灵敏度检测检测电流并转换为检测电压信号。
【附图说明】
[0028]图1是电压检测装置I的结构图。
图2是用于说明检测电极11和振动体13的其它设置的说明图。
图3是用于说明检测电极11和振动体13的再其它设置的说明图。
图4是用于说明具备壳体21的电压检测装置I的结构的说明图。
图5是电压检测装置101的结构图。
图6是检测电极111以及超声波激励部13的立体图。
图7是用于说明电压检测装置101的运作的说明图。
图8是用于说明超声波激励部113A的结构的说明图。
图9是用于