专利名称：感应式隔爆按键系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工业控制仪器，特别是一种感应式隔爆按键 系统。
背景技术：
我国经济的快速发展，安全生产成为人们最关注的方面，隔爆仪
表近年来越来越引起专家们高度重视，在一些工矿、化工领域的危险
爆炸场合，国家标准强制要求使用隔爆仪表。
由于隔爆型仪器是把设备可能点燃爆炸性气体混合物的部件全
部封闭在一个外壳内，其外壳能够承受通过外壳任何接合面或结构间 隙，渗透到外壳内部的可燃性混合物在内部爆炸而不损坏，并且不会 引起外部由一种、多种气体或蒸汽形成的爆炸性环境的点燃把可能产 生火花、电弧和危险温度的零部件均放入隔爆外壳内，隔爆外壳使设 备内部空间与周围的环境隔开，因此，隔爆仪器的按键不能采用一般 工业仪表的机械式按键。
当前市场上的隔爆产品的键盘一般是采用磁棒操作，磁棒式键盘 主要由磁开关、磁棒和后续电路组成，是在隔爆机箱内部固定地放置 一个或几个磁开关，磁开关的内部结构由一个定极和一个动极组成， 当磁棒插入磁开关，磁开关感应的磁棒的磁通量增加，当磁通量增加 到一定的程度时，磁开关的动极动作开关状态发生变化，如常开磁开
关由断开变成闭合；当磁棒从该磁开关拔出，磁通量减少，磁开关的 动极状态又发生变化，如常开磁开关状态由闭合变成断开，这样就完
成一次键盘输入操作。如有多个磁开关，磁棒插入不同的磁开关时， 后续电路对其进行分析处理以实现不同输入的功能。
虽然磁棒式键盘也能够完成智能化隔爆仪表所需要的一些功能， 但是由于磁棒式键盘自身的特点导致了它存在着许多的不足，磁棒操 作的缺点主要体现在
*对隔爆仪器的操作极为不便，由于操作必须依靠磁棒，因此磁 棒显得非常重要， 一旦磁棒遗失，便不能操作仪器；
*影响隔爆产品的外观，同时加大机箱的加工难度，为了适应磁 棒操作，必须在产品外壳上留出一些孔位，以便于磁棒插入，但这影 响了产品的外观，同时也加大了隔爆机箱的加工难度。
实用新型内容
本实用新型克服了上述缺点，提供了一种结构简单、操作简便、 外表美观的感应式隔爆按键系统。
本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是 一种感应式隔 爆按键系统，包括隔爆机箱，所述隔爆机箱中设置有感应电极、键盘 处理单元和中央处理器，所述键盘处理单元接收并处理所述感应电极 感应到的信号，发送到中央处理器中。
所述中央处理器还可连接有一个显示单元。
所述显示单元可为液晶显示屏。
所述中央处理器还可通过一个数字电位器连接到所述液晶显示屏。
所述隔爆机箱可为一侧设置有玻璃视窗的铸铝壳体。 所述感应电极可为平面形导体电极。
所述感应电极上可覆盖有树脂薄膜，所述树脂薄膜上印制有按键 标识。
所述感应电极可为铜质平面形导体电极。
所述键盘处理单元可采用8键式传感芯片QT1080。 本实用新型通过在隔爆机箱中设置有感应电极、键盘处理单元和 中央处理器，通过所述键盘处理单元接收并处理所述感应电极感应到 的信号，再发送到中央处理器，具有操作简单，成本低廉，按键灵敏 无误动作等优点，而且隔爆产品的外表美观，且不受工业现场的恶劣 条件如电磁干扰、粉尘、强光以及温度等的影响，适用范围广泛。本 实用新型与磁棒式按键相比具有操作更加方便、更加人性化等优点。 此外，本实用新型通过数字电位器结合可以通过操作键盘来改变LCD 液晶显示器的对比度，大大方便了操作。
图1为本实用新型的结构示意图； 图2为本实用新型中控制电路原理图； 图3为本实用新型中键盘处理单元的内部电路原理图； 图4为本实用新型中键盘处理单元的电路原理图； 图5为本实用新型中数字电位器的电路原理图。
具体实施方式
如图1中所示，本实用新型包括防爆机箱和设置在防爆机箱中的 作为按键的感应电极3、液晶显示屏5 (以下简称LCD)、控制电路6， 所述防爆机箱的一侧设置有玻璃视窗2，其余部分为整体铸铝壳体1， 隔爆等级达到IP65，所述玻璃视窗2的作用是使得设置在其后的LCD 5与感应电极3的可视化，所述玻璃视窗2与铸铝壳体1之间采用螺 纹连接方式。所述感应电极是一个铜质导体平面，感应电极3上面覆
盖一层印有按键功能名称的树脂薄膜4，并将树脂薄膜4上面固定在 所述玻璃视窗后面。
当人的手指按在感应电极3对应的隔爆机箱的视窗玻璃上时，所 述感应电极3相当于一个平行板电容器，平行板电容器电容的计算公
式为
C^S/4k兀d，
其中，s为电介质常数，k为一常数，d是两平行板间的距离，S 是两平行板的正对面积。因此，当人的手指逐渐接近隔爆机箱的视窗 玻璃上时，由于距离d减小，正对面积S增大，导致电容C增加， 通过检测感应电极3上增大的电容，即可判断按键操作。由于隔爆玻 璃视窗2厚度较厚，并且电介质常数一定，因此可以通过增加感应电 极的面积来增大感应的灵敏度。所述感应电极3和LCD 5通过导线 与控制电路6相连。
所述控制电路6如图2中所示，包括键盘处理单元、中央处理器 (以下简称CPU)和数字电位器，所述键盘处理单元采用8键式 QTouch传感芯片QT1080，其内部原理如图3中所示，CX是感应电 极3感应的电容，CS是取样电容，当人的手指接近直至接触到相应 的感应电极的隔爆玻璃上时，CX增大，根据基尔霍夫电流定律可知， 整个电路与大地之间形成闭环回路，感应芯片61就会检测电路的电 荷，当电荷达到指定的量时，感应芯片61就会在其输出端输出一个 TTL高电平，所述CPU通过检测所述TTL电平的高低状态来决定当 前按键是否被触发，从而实现不同的按键功能。
由于液晶显示器的对比度随着温度的变化而有所不同，当工业现 场的温度变化时，液晶显示器的对比度发生变化导致显示不清楚等使
用户观察不便。而在防爆现场是不能够打开机箱来调节液晶显示器的 对比度的，因此当液晶显示器的对比度发生变化时，用户可以在对事 先指定的某一功能按键进行操作，由于液晶显示器的对比度是靠改变
液晶的驱动电压来实现的，当CPU控制器检测到该功能键盘时，CPU
控制数字电位器的输出电压，即液晶的驱动电压来改变液晶显示器的
对比度，反复操作直到用户满意为止。如图4、 5中所示，为键盘处 理单元和数字电位器的电路原理图，当定义KEYIN5为改变液晶显示 器的对比度功能键时，当手指按在KEYIN5对应的感应电极上面的玻 璃视窗上时，KEY5输出TTL高电平，同时INT00置高通知CPU (图 中为绘出)中断操作，CPU检测到KEY5的高电平时，改变输出至 数字电位器6的数据，数字电位器U6接收从CPU输出的数据后改变 改变输出给LCD的驱动电压从而实现改变液晶显示器7的对比度。
此外，如果同时有两个或以上的按键被触发，那么CPU不会进 行任何的处理即忽略该次按键，实现按键的互锁功能，以实现防误操 作。
以上对本实用新型所提供的感应式隔爆按键系统进行了详细介 绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐 述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心 思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想， 在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书 内容不应理解为对本实用新型的限制。
权利要求1.一种感应式隔爆按键系统，包括隔爆机箱，其特征在于所述隔爆机箱中设置有感应电极、键盘处理单元和中央处理器，所述键盘处理单元接收并处理所述感应电极感应到的信号，发送到中央处理器中。
2. 根据权利要求1所述的感应式隔爆按键系统，其特征在于所 述感应电极为平面形导体电极。
3. 根据权利要求1所述的感应式隔爆按键系统，其特征在于所 述中央处理器还连接有一个显示单元。
4. 根据权利要求3所述的感应式隔爆按键系统，其特征在于所 述显示单元为液晶显示屏。
5. 根据权利要求4所述的感应式隔爆按键系统，其特征在于所 述中央处理器还通过一个数字电位器连接到所述液晶显示屏。
6. 根据权利要求2所述的感应式隔爆按键系统，其特征在于所 述感应电极为铜质平面形导体电极。
7. 根据权利要求1 6中任一项所述的感应式隔爆按键系统，其特征在于所述感应电极上覆盖有树脂薄膜，所述树脂薄膜上印制有按 键标识。
8. 根据权利要求1 6中任一项所述的感应式隔爆按键系统，其特征在于所述隔爆机箱为一侧设置有玻璃视窗的铸铝壳体。
9. 根据权利要求1 6中任一项所述的感应式隔爆按键系统，其特 征在于所述键盘处理单元采用8键式传感芯片QT1080。
专利摘要本实用新型涉及一种工业控制仪器，特别是一种感应式隔爆按键系统，包括隔爆机箱和设置在隔爆机箱中的感应电极、键盘处理单元和中央处理器，所述键盘处理单元接收并处理所述感应电极感应到的信号，发送到中央处理器中。本实用新型具有操作简单，成本低廉，按键灵敏无误动作等优点，而且隔爆产品的外表美观，且不受工业现场的恶劣条件如电磁干扰、粉尘、强光以及温度等的影响，适用范围广泛。本实用新型与磁棒式按键相比具有操作更加方便、更加人性化等优点。此外，本实用新型通过数字电位器结合可以通过操作键盘来改变LCD液晶显示器的对比度，大大方便了操作。
文档编号H05K5/04GK201188182SQ20082011086
公开日2009年1月28日 申请日期2008年4月29日 优先权日2008年4月29日
发明者李曹东, 胡体宝, 军 郑 申请人:重庆川仪总厂有限公司;重庆川仪分析仪器有限公司