一種消散人體靜電襲擾的鑰匙的製作方法

2023-08-05 01:55:31 2

專利名稱：一種消散人體靜電襲擾的鑰匙的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於五金製造、靜電放電與靜電危害防護技術領域，涉及一種 能消散人體靜電的便攜裝置，尤其是一種具有消散人體靜電襲擾功能的鑰匙。
背景技術：
人體靜電是日常生活中一種常見的現象，它是由於人體行走、操作，或與 其它物體接觸、分離，或因靜電感應、空間電荷吸附等原因使人體正負極性電 荷失去平衡，進而在宏觀上呈現出某種極性的電荷積聚，使人體對地電位不為
零，形成了對地靜電能量。當人體對地靜電電位足夠高(〉3kV)，或靜電能量 足夠大(>1X10—4J)時，就有可能對金屬門窗等部件產生靜電放電，輕者對 人體產生襲擾，重者可能引起元器件擊穿，電子設備失靈，甚至引發火災、爆炸 等安全災害。因此，消散人體靜電對人們日常生活和工作，尤其對在易燃易爆 和靜電敏感環境下工作的人們具有非常重要的意義。
在現代生活方式中，人們難以割捨容易產生和積累靜電的材料，如化纖、 塑料、橡膠等高分子材料。這些材料的大量使用在給人們生活帶來舒適方便的 同時也使我們越來越普遍地遭受著靜電的襲擾。在乾燥環境下，人體從橡膠泡 沬靠墊座椅上起立時產生的靜電電位可達18kV，在地毯上行走時產生的靜電電 位可達35kV，在絕緣地面上脫衣服時產生的靜電電位最高可達60kV。如此高 的靜電電位儲存在數十至數百皮法之間的人體靜電電容(多數分布在100 350pF)上，靜電能量可達幾mJ至幾十mJ，釋放時產生很大的電擊強度和放電 火花，雖然不致命，但容易對人產生電擊恐慌和痛感。目前，消散人體靜電的方法主要有兩種， 一是通過加溼的方法增加環境溼 度，二是通過穿著防靜電服裝、鞋帽，敷設防靜電地面，使用防靜電桌椅等用 具將人體進行靜電接地。但這兩種方法只適用於在特殊環境下使用，在日常生 活中卻會因此降低人們的移動性、舒適性和對穿著、對生活環境多樣性和個性 化的需求。
日常生活中消散人體靜電的最好方法是隨身攜帶一種小巧的靜電放電裝 置，可以隨時將人體產生的靜電通過與接地裝置接觸而將人體靜電消散掉。但 這种放電裝置不能簡單地通過金屬器具短路實現， 一方面是因為在靜電電位很 高時通過金屬器具短路同樣會對人體產生電擊感，另一方面也會因此產生放電 火花，對易燃易爆場所存在潛在危害，更不能將人體靜電能量加以利用。
鑰匙是人們日常生活所必需攜帶的開鎖工具，將靜電釋放電阻、儲能電容 和充電電路等同鑰匙結合起來構成具有消散人體靜電功能的裝置，在人們開門 或同接地裝置接觸時將人體靜電能量轉移到儲能電容器上，不僅抑制了人體靜 電的襲擾，而且很好地將人體靜電能量用於遙控鑰匙的輔助充電，延長遙控鑰 匙的使用壽命。這種具有消散人體靜電功能的裝置經文獻檢索至今還未見報導。 發明內容
本實用新型的目的在於克服現有人體靜電消散技術中存在的不足和缺陷， 提供一種具有消散人體靜電襲擾功能的鑰匙裝置。本實用新型未改變鑰匙開鎖 的基本功用，但增加了人體靜電消散功能和人體靜電能量利用功能，發揮了鑰 匙的便攜性，在有意無意使用鑰匙時，安全方便地將人體靜電耗散掉。
本實用新型的技術方案是
消散人體靜電襲擾鑰匙包括鑰匙本體、靜電消散電路、充電電路和門鎖遙 控電路四部分。其特徵是靜電消散電路、充電電路和門鎖遙控電路安裝在由塑料或橡膠製成的鑰匙柄內，鑰匙柄外邊緣鑲嵌金屬條，金屬條與金屬鑰匙杆
不能直接相連，最近點直線距離大於等於10mm。靜電消散電路由限流電阻和儲 能電容串聯組成，電容一端連接到由金屬製成的鑰匙杆尾部，電阻一端則與鑰 匙柄外鑲嵌的金屬條相連。限流電阻的選擇應保證人體靜電電位在20 30kV 時，將鑰匙杆接地人體應沒有疼痛感，也不應出現明顯的放電現象， 一般選取 l-2MQ、 1/4W的膜電阻。儲能電容的選取應充分考慮人體靜電電容和靜電電位 出現的機率與大小。人體靜電電容一般為100 350pF，靜電電位多出現在5kV 左右，根據靜電能量公式CU2/2，考慮到限流電阻的損耗，要在儲能電容器上獲 得30V電壓，則儲能電容應選取3 10uF的低洩漏電流電容器。當手握鑰匙柄， 並用鑰匙杆接觸門等接地裝置時，人體靜電能量就會通過這一電路轉移到儲能 電容器上。由於人體帶電極性會受很多因素影響，具有不確定性，因此使用全 橋整流電路將儲能電容器上的電壓轉變為確定極性電壓加以利用，其輸出端接 於門鎖遙控電路電池兩端，可以利用儲能電容器儲存的能量給電池充電。充電 電路中二極體和電容元件應選擇漏電流極小的器件，才能凸顯人體靜電能量的 利用效果。
本實用新型的效果和益處是由於將人體靜電消散電路、靜電能量轉換儲存 充電電路、門鎖遙控電路同隨身攜帶的鑰匙結合起來，在不增加人們攜帶負擔 的情況下，在有意無意的開門瞬間，將人體靜電安全、方便地消散掉，解決了 現有人體靜電消散裝置不宜攜帶，影響個人生活品質的不足，即可以消除人體 靜電的襲擾，防止靜電恐慌，又增加了人們在靜電敏感場所活動的安全性，同 時還能將人體靜電能量加以利用。

圖1是消散人體靜電襲擾鑰匙結構示意圖。圖2是消散人體靜電襲擾鑰匙電路示意圖。
圖中1鑰匙杆；2鑰匙柄；3嵌入金屬條；4門鎖開啟按鍵；5門鎖關閉 按鍵；6電路模塊；7人體靜電洩放限流電阻；8儲能電容；9橋式整流電路； 10濾波電容；11充電限流電阻；12穩壓器件；13 二極體；14遙控電路；15人 體靜電等效電容。
具體實施方式

以下結合技術方案和附圖詳細敘述本實用新型的具體實施方式
。 本實用新型所述的消散人體靜電襲擾鑰匙的結構如附圖1所示，包括鑰匙
杆l;鑰匙柄2;嵌入金屬條3;門鎖開啟按鍵4;門鎖關閉按鍵5;電路模塊6;
鑰匙柄2內安裝有門鎖開啟按鍵4;門鎖關閉按鍵5;電路模塊6;門鎖開啟按
鍵4通過導線A、 B與電路模塊6相連，門鎖關閉按鍵5通過導線C、 D與電路 模塊6相連，鑰匙杆1通過導線E與電路模塊6相連，鑰匙柄外嵌入的金屬條3 通過導線F與電路模塊6相連。這樣，如果人體手握鑰匙柄2時，通過人手與 金屬條3的接觸，鑰匙杆l、電路模塊6、嵌入金屬條3、人體靜電等效電容15 組成了人體靜電消散電路，當使用者開門或將鑰匙杆接觸接地靜電導體時，形 成了人體靜電消散通路，進而可以安全方便地將人體靜電耗散掉。
本實用新型所述的消散人體靜電襲擾鑰匙的電路如附圖2所示，包括人體 靜電消散儲能電路、輔助充電電路和遙控電路，其中人體靜電消散儲能電路是 電路模塊6的核心，它由人體靜電洩放限流電阻7和儲能電容8串聯組成。人 體靜電洩放限流電阻7—般選取1-2MQ、 1/4W的金屬膜或合成電阻，其選擇原 則是保證人體靜電電位在20 30kV時，將鑰匙杆接地人體人應沒有觸痛感，更 不應出現明顯的放電現象。儲能電容8是將人體靜電高壓轉換為低壓儲能的關 鍵器件，其電容選擇依據是能量公式^"2/2=(:2^/22/2， d、 tA是人體靜電電容和靜電電壓，C2、"是儲能電容和電壓。考慮人體靜電電容一般為100 350pF， 靜電電位在5kV以下出現機率最大，儲能電容選取3 10uF的低洩漏電流電容 器可以獲得30V左右的電壓。此外，為了獲得良好的儲能效果，儲能電容的損 耗角正切值應低於0.005。
本實用新型所述的輔助充電電路包括橋式整流電路9，濾波電容10，充電 限流電阻11，穩壓器件12和反向二極體13。由於產生靜電材料的帶電次序不 同，獲得靜電的機制不同，人體的靜電極性也會不一樣。通過橋式整流電路9 可以實現將不同極性的靜電轉換成確定極性的直流電，經過濾波電容10、穩壓 器件12的濾波穩壓後轉換為5-10V左右的直流電，通過反向二極體13給遙控 電路14中的電池充電，實現靜電能量的再利用。反向二極體13的作用是阻止 遙控電路電池能量反向回饋。
本實用新型所述的遙控電路14用於遙控門鎖開關，該部分內容為公知的現 有技術範圍，不加以詳細說明。
本實用新型裝置將靜電消散電路同人們常用鑰匙相結合，利用鑰匙便攜特 點，不需要增加特殊的專用放電器具，就可實現防治人體靜電襲擾的功能，改 善了人們的行動質量。
權利要求1、一種消散人體靜電襲擾的鑰匙，包括鑰匙杆[1]；鑰匙柄[2]；嵌入金屬條[3]；門鎖開啟按鍵[4]；門鎖關閉按鍵[5]；電路模塊[6]；人體靜電洩放限流電阻[7]；儲能電容[8]；橋式整流電路[9]；濾波電容[10]；充電限流電阻[11]；穩壓器件[12]；反向二極體[13]；遙控電路[14]，其特徵在於鑰匙柄內裝有靜電消散儲能電路、充電電路和門鎖遙控電路；鑰匙柄外邊緣鑲嵌金屬條，鑲嵌金屬條與金屬鑰匙杆不直接相連，而是分別連接到靜電消散電路的兩極。
2、 根據權利要求l所述的一種消散人體靜電襲擾的鑰匙，其特徵在於靜電 消散儲能電路，包括人體靜電洩放限流電阻[7]和儲能電容[8]，限流電阻取值在 l-2MQ之間，採用金屬膜電阻或合成膜電阻，儲能電容必須是無極性電容，應 採用損耗角正切值小於0.005的電容器，容值在3-100uF之間。
3、 根據權利要求1所述的一種消散人體靜電襲擾的鑰匙，其特徵在於將人 體靜電加以利用的輔助充電電路，包括橋式整流電路[9]，濾波電容[IO]，充電限 流電阻[ll]，穩壓器件[12]和反向二極體[13],所述輔助充電電路中所有整流二級 管的反向漏電流小於5uA，濾波電容損耗角正切值應小於0.05，容值在數十uF 左右，輔助充電電路的作用是無論人體所攜帶的靜電電荷極性如何，都轉換成 確定極性的直流電壓，為遙控電路電池等充電。
專利摘要一種消散人體靜電襲擾的鑰匙，屬於靜電放電與靜電危害防護技術領域。本實用新型的技術特徵在於在普通開鎖鑰匙的塑料或橡膠手柄內安裝了靜電消散電路和靜電能量利用電路，在開門的同時安全方便地將人體靜電能量耗散掉。靜電消散電路由限流電阻和儲能電容串聯組成，電容一端連接到由金屬製成的鑰匙杆尾部，電阻一端與鑲嵌在鑰匙柄外的金屬條相連。開門時，人體、靜電消散電路、接地金屬門構成了靜電能量釋放迴路，並將人體靜電能量通過該迴路轉移到儲能電容器中。本實用新型的效果和益處是在不增加人們攜帶負擔情況下，達到了消除人體靜電襲擾的目的。本實用新型實施方便，可以廣泛地應用於房門、車門等的開啟裝置。
文檔編號E05B19/00GK201250549SQ20082001227
公開日2009年6月3日 申請日期2008年4月18日 優先權日2008年4月18日
發明者張鈺博 申請人:張鈺博