一種靜電環的製作方法

2023-05-21 00:24:11

本實用新型實施例涉及電子電路技術領域，尤其涉及一種靜電環。

背景技術：

在電子精密儀器加工領域，為了避免作業人員被靜電放電擊傷，靜電環作為一種釋放人體所存留的靜電以起到保護人體作用的小型設備，已成為日常作業中必不可少的工具。

圖1是現有技術所提供的一種靜電環的結構示意圖。如圖1所示，傳統的靜電環通常主要由接地線11和導電鬆緊帶12等組成，接地線11直接接地。在作業人員佩戴靜電環作業的過程中，可以通過導電鬆緊帶12與作業人員的皮膚接觸，一旦產生靜電，可通過接地線11將人體的靜電直接導到大地，從而除去人體內產生的靜電。

然而，傳統的靜電環存在如下缺點：為了保證作業人員的安全，需保證靜電環正常工作，因此，每次在進入生產線之前，都需通過外部的檢測設備檢測該靜電環是否可正常使用，操作繁瑣，費時費力；若在作業過程中，靜電環出現故障時，佩戴靜電環的作業人員往往無法及時發現，很容易出現作業人員被靜電放電擊傷的情況，安全性較低。

技術實現要素：

本實用新型提供一種靜電環，以解決靜電環手動檢測操作繁瑣且不能實時監測靜電環狀態等問題，實現靜電環的狀態的自動監測。

本實用新型實施例提供了一種靜電環，包括：電源、感應電路、監測電路和報警電路；其中，

所述感應電路包括至少一個場效應管以及感應元件，所述場效應管的控制端與所述電源相連，所述場效應管的第一端與所述感應元件電連接，用於接收所述感應元件的輸出信號，所述場效應管的第二端與所述監測電路的第一輸入端連接；

所述監測電路的第一輸入端與所述場效應管的第二端連接，用於接收所述感應電路的輸出信號，將所述感應電路的輸出信號處理後，通過所述監測電路的輸出端輸出至所述報警電路。

進一步地，所述監測電路包括放大電路和觸發器；

其中，所述放大電路包括運算放大器、第一電阻、第二電阻和第三電阻；所述第一電阻的第一端連接所述運算放大器的反相輸入端，所述第一電阻的第二端接地；所述第二電阻的第一端接地，第二電阻的第二端分別與所述運算放大器的同相輸入端與所述第三電阻的第一端連接；所述第三電阻的第二端連接所述運算放大器的輸出端。

進一步地，所述感應電路包括第一場效應管以及第二場效應管；其中，所述第一場效應管的控制端為柵極，所述第一場效應管的第一端為源極，所述第一場效應管的第二端為漏極；所述第二場效應管的控制端為柵極，所述第二場效應管的第一端為漏極，所述第二場效應管的第二端為源極。

進一步地，所述感應元件包括至少一個靜電檢測點。

進一步地，所述感應元件還包括平行設置的第一感應部和第二感應部；所述靜電檢測點與所述第一感應部電連接。

進一步地，所述報警電路包括指示燈和聲音報警器中的至少一個。

進一步地，所述的靜電環還包括：固定帶，用於固定所述靜電環。

進一步地，所述固定帶包括橡膠外殼和設置於橡膠外殼內的金屬彈片。

進一步地，至少一個所述靜電檢測點設置於所述橡膠外殼上。

進一步地，所述的靜電環還包括：接地線，與所述感應元件連接。

本實用新型實施例的技術方案，通過在靜電環內部設置感應電路、監測電路及報警電路，通過監測電路將感應電路的輸出信號與參考信號進行比較，並將比較結果輸出至報警電路。本技術方案通過感應電路與監測電路，能夠實現靜電環的自動監測，有效解決了靜電環無法自檢而需要藉助外部檢測設備而造成的操作繁瑣、故障發現不及時等問題；通過報警電路的報警功能，能夠在經電話故障時及時進行提醒，有效防止由於靜電環不能放電時仍繼續使用而對佩戴者造成傷害的情況發生，極大地提升了靜電環的安全性。

附圖說明

為了更加清楚地說明本實用新型示例性實施例的技術方案，下面對描述實施例中所需要用到的附圖做一簡單介紹。顯然，所介紹的附圖只是本實用新型所要描述的一部分實施例的附圖，而不是全部的附圖，對於本領域普通技術人員，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖得到其他的附圖。

圖1是現有技術所提供的一種靜電環的結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例一所提供的一種靜電環的電路模塊示意圖；

圖3A是本實用新型實施例二所提供的一種靜電環的剖面結構示意圖；

圖3B是圖3A所提供的靜電環的電路結構示意圖；

圖4是本實用新型實施例三提供的一種靜電環的結構示意圖。

具體實施方式

為更進一步闡述本實用新型為達成預定實用新型目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本實用新型提出的靜電環的具體實施方式、結構、特徵及其功效，詳細說明如後。

實施例一

圖2是本實用新型實施例一提供的一種靜電環的電路模塊示意圖。如圖2所示，本實施例所提供的靜電環包括：電源21、感應電路22、監測電路23和報警電路24；其中，感應電路22包括至少一個場效應管221以及感應元件222，場效應管221的控制端與電源21相連，場效應管221的第一端與感應元件222電連接，用於接收感應元件222的輸出信號，場效應管221的第二端與監測電路23的第一輸入端連接；監測電路23的第一輸入端與場效應管221的第二端連接，用於接收感應電路22的輸出信號，將感應電路22的輸出信號處理後，通過監測電路23的輸出端輸出至報警電路24。其中，場效應管221可以為MOS場效應管等。

一般地，感應元件222可通過直接與人體皮膚接觸感應佩戴靜電環的作業人員的人體靜電。因此，感應元件222可以採用可導電金屬等可傳導電信號的材料。靜電環的接地線可與感應元件222連接，將人體靜電通過接地線導入大地，從而釋放人體靜電，保護佩戴者免受靜電擊傷。

為了便於佩戴，電源21可以採用體積較小的電池配置於靜電環中。

本實施例的技術方案，通過在靜電環內部設置感應電路、監測電路及報警電路，通過監測電路將感應電路的輸出信號與參考信號進行比較，並將比較結果輸出至報警電路。本技術方案通過感應電路與監測電路，能夠實現靜電環的自動監測，有效解決了靜電環無法自檢而需要藉助外部檢測設備而造成的操作繁瑣、故障發現不及時等問題；通過報警電路的報警功能，能夠在經電話故障時及時進行提醒，有效防止由於靜電環不能放電時仍繼續使用而對佩戴者造成傷害的情況發生，極大地提升了靜電環的安全性。

實施例二

圖3A是本實用新型實施例二所提供的一種靜電環的剖面結構示意圖，圖3B是圖3A所提供的靜電環的電路結構示意圖。如圖3A和圖3B所示，本實施例的技術方案是在上述實施例的基礎上進行進一步地優化，在本實施中，監測電路23具體可包括放大電路和觸發器；其中，放大電路包括運算放大器U1、第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3；第一電阻R1的第一端連接所述運算放大器U1的反相輸入端，第一電阻R1的第二端接地；第二電阻R2的第一端接地，第二電阻R2的第二端分別與運算放大器U1的同相輸入端以及第三電阻R3的第一端連接；第三電阻R3的第二端連接運算放大器U1的輸出端。

可以理解的是，在本實施例中，觸發器類似報警電路24的開關，示例性地，觸發器可以包括RS觸發器、D觸發器、JK觸發器及T觸發器等。

如前所述，感應電路22包括至少一個場效應管221以及感應元件222。由於人體的靜電可能為正電也可能為負電，為了更好地釋放靜電，在本實施例中，感應電路22可包括第一場效應管2211以及第二場效應管2212；其中，第一場效應管2211的控制端22111為柵極，第一場效應管2211的第一端22112為源極，第一場效應管2211的第二端22113為漏極；第二場效應管2212的控制端22121為柵極，第二場效應管2212的第一端22122為漏極，第二場效應管2212的第二端22123為源極。

即，第一場效應管2211的柵極與電源相連，第一場效應管2211的源極與感應元件222電連接，用於接收感應元件222的輸出信號，第一場效應管2211的漏極與運算放大器U1的反相輸入端連接，可以用於輸入感應元件222傳輸的負電；第二場效應管2212的柵極與電源相連，第二場效應管2212的漏極與感應元件222電連接，用於接收感應元件222的輸出信號，第二場效應管2212的源極與運算放大器U1的同相輸入端連接，可以用於輸入感應元件222傳輸的正電。

為了使得作業人員簡單方便地了解靜電環的自動監測結果，在上述各技術方案的基礎上，報警電路24可包括指示燈和聲音報警器中的至少一個。即報警電路24可包括指示燈或聲音報警器。具體地，當報警電路24的輸入端接收到感應電路22的輸出信號與參考信號的比較結果為報警信號時，可以通過控制指示燈的開關，或者控制指示燈依據設定的頻率進行閃爍，或者控制指示燈變換顏色等方式進行報警；也可以通過控制聲音報警器進行報警。當然，報警電路24可以既包括指示燈又包括聲音報警器，通過指示燈和聲音報警器同時進行報警。例如，在監測到靜電環正常工作時，可以保持指示燈顯示為綠色或者開啟的狀態；在監測到靜電環出現故障時，可以控制指示燈顯示為紅色或者關閉的狀態，同時聲音報警器報警。

示例性地，聲音報警器可包括蜂鳴器、音樂播放裝置及語音播放裝置等。進一步地，語音報警裝置還可以包括有錄音裝置。

需要說明的是，以上僅僅為報警電路24的示例，用戶可以根據實際需求選擇報警電路24的類型，在此並不做限定。

為了準確地接收人體靜電，需要靜電環與皮膚接觸良好，因此，感應元件222可包括至少一個靜電檢測點2221。可以理解的是，為了保證靜電環的更加精準地工作，提高靈敏度，可以使得感應元件222更加充分地與皮膚接觸，且可適用於不同粗細的手腕或腳腕的作業人員進行佩戴，可以多設置幾個靜電檢測點2221。例如，可以在不同的位置設置2個、3個及更多個靜電檢測點2221。

在本實施例中，感應元件222具體還包括平行設置的第一感應部2222和第二感應部2223；感應元件222的靜電檢測點2221可與第一感應部2222電連接。這樣設置的好處在於，第一感應部2222、第二感應部2223與空氣等電解質可形成電容結構，將人體靜電通過感應元件222輸入監測電路23。

繼續參見圖3A和圖3B，以感應元件接收到的靜電為負電為例，具體地，本實施例的技術方案的工作原理如下：電源經電阻R4分壓後進入感應電路22、監測電路23和報警電路21，為感應電路22、監測電路23和報警電路24提供工作電壓。當帶電體接近第一場效應管2211時，或者當靜電環無法通過接地線27將靜電釋放而造成人體積蓄靜電較高時，在感應電路中，感應元件222的靜電檢測點2221接收到的人體靜電後，將靜態檢測點2221上的電流通過第一感應部2222與第二感應部2223形成的電容結構輸入第一場效應管2211，第一場效應管2211接收到感應元件222的第一感應部2222與第二感應部2223形成的電容結構的電壓使得第一場效應管2211的漏極D、源極S之間產生電流，並輸出至放大電路的反相輸入端，與放大電路反相輸入端連接的第一電阻R1兩端產生壓降，通過運算放大器、第二電阻R2與第三電阻R3對第一電阻RI兩端的電壓進行放大，若運算放大器U1的輸出端產生高電平，則觸發報警電路24的指示燈和蜂鳴器等聲音報警器進行聲光報警，從而實現靜電環的靜電自動檢測功能。

在上述各技術方案的基礎上，靜電環還可以包括便於佩戴的固定帶25及各元件的保護外殼26等。

本實施例的技術方案，能夠同時實現對正、負靜電的檢測，進一步提高靜電環檢測的精準度，還可以在人體靜電過高或者靜電環故障時的進行報警，且電路結構簡單，能夠提升靜電環的安全性。

實施例三

圖4是本發明實施例三所提供的一種靜電環的結構示意圖。如圖4所示，本實施例的技術方案在上述各實施例的技術方案基礎上進行進一步地優化，本實施例的靜電環還可以包括：固定帶25，用於固定所述靜電環，方便作業人員佩戴。具體地，固定帶25可包括橡膠外殼和設置於橡膠外殼內的金屬彈片。在實際使用過程中，可以通過按下內嵌的金屬彈片，使得金屬彈片變形，使得固定帶25彎曲，附著於佩戴處，拉起金屬彈片即可取下靜電環，相比較於傳統的採用手或腳套入佩戴靜電環的方式，操作方便，且可有效提升靜電環佩戴的舒適度。

為了保證靜電檢測點2221與佩戴靜電環的作業人員的皮膚充分接觸，可將至少一個靜電檢測點2221設置於所述橡膠外殼上，使得靜電檢測點2221可直接與皮膚進行接觸。

為了避免劃傷皮膚，保證佩戴的作業人員的安全，可以經靜電檢測點2221與皮膚接觸的表面設置為圓形、橢圓形或者具有圓形倒角的各種其他多邊形，使得靜電檢測點2221的邊緣儘量光滑。

由於空氣中的灰塵、溼氣及煙霧等成分，極易對電路中的元器件造成損壞，因此，本實施例的靜電環還可以在感應電路、監測電路及報警電路的外側分別設置電路外殼，或者將感應電路、監測電路及報警電路等集成於同一外殼26中，以保證各部件的正常運行，延長靜電環的使用壽命。

在上述各技術方案的基礎上，本實用新型實施例的靜電環還可以包括接地線27，一端與所述感應元件連接，另一端直接接地，用於釋放佩戴靜電環的工作人員的人體靜電。

本說明書中的各個實施例均採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間的相同或相似的部分互相參見即可。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本實用新型,任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本實用新型技術方案的範圍內。