一种非接触式静电探测装置的制作方法.docx

一种非接触式静电探测装置的制作方法
专利名称：一种非接触式静电探测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种非接触式静电探测装置，属于检测技术领域。
背景技术：
非接触式静电探测装置是进行静电场或静电检测的基本器件，广泛应用于人体单元使用采样电阻作为采样电路，那么耦合电极通过采样电阻接地。本发明与现有技术相比较所具有的优点:
1、本发明是一种新原理静电探测技术，静电感应传感器由感应电极和耦合电极组成，感应电极和耦合电极固定不动，构成固定容值的电容，利用高速电子开关来控制静电感应传感器电容的变化，实现静电电压或静电场的绝对测量。2、利用了高速电子开关，相比过去的旋叶式电极或振动电容静电传感器，本探测装置上没有机械部件，感应电极和耦合电极固定不动，因此系统稳定性也大大提高。3、静电传感器电容设计灵活，可以是平板形或球形电容，感应电极尺寸可以小至微米量级，从而能够探测微区静电或电场；感应电极尺寸也可以大到几米以上的量级，由于电容变化量就是感应电极和耦合电极所形成的固定电容的大小，因此大面积的电极可以增大电容变化量，从而提高探测能力，灵敏度不受限制，能够实现对微弱静电场的探测。4、电子开关的速度快，可以实现对快速变化静电电荷或静电场的实时探测。
图1为现有技术中旋叶式传感器的旋转电极结构示意图。图2是本发明的结构示意图；其中:11_感应电极、12-耦合电极、2-电子开关、31-采样电阻、3-电信号处理单
J Li ο图3 Ca)和图3 (b)为两种球形感应电极和耦合电极的示意图。
具体实施例方式下面结合附图并举 实施例，对本发明进行详细描述。 如图2所示，本发明的非接触式静电探测装置，包括静电传感器1、电子开关2和电信号处理单元3。静电传感器I包括感应电极11和稱合电极12。感应电极11为一金属质静电信号接收面，稱合电极12为一金属质电极，二者静止不动，构成一个固定容值的电容。在实际应用中，不特别限定感应电极11和耦合电极12的尺寸、结构形式、距离等，只要二者构成电容的容值固定即可。本实施例中，感应电极11和耦合电极12采用平板型，如图2所示，两电极均由金属圆形铝片制成。为了方便计算容值，感应电极11和耦合电极12平行设置。本实施例中，金属铝片厚1_，直径1cm，，其中金属铝片的直径和间隔会影响到容值。在另一实施例中，感应电极11和耦合电极12还可以采用球形，如图3 (a)所示，感应电极11采用空心金属球，其可以360度感应/接收待测的静电场，耦合电极12采用空心或实心金属球。为了方便计算容值，两金属球同心设置。或者如图3 (b)所示，感应电极11采用球面，耦合电极12采用空心或实心金属球或球面。上述几种实施方式均属于球面电极。感应电极11与电子开关2电连接，电子开关2连接电信号处理单元3。电信号处理单元3用于通过控制电子开关2的通断使得感应电极11交替接地或悬浮。本实施例中，电子开关2的开/关脉宽选择3微秒，其只要大于电子
开关上升沿宽度即可。电信号处理单兀3与稱合电极12相连,从稱合电极12米集静电传感器产生的电信号，并经过处理转换为电场值。电场值经过转换还可以得到被测对象的电荷值。
本实施例中，采用电信号处理单元3采用采样电阻采集静电传感器I产生交变电流信号。那么，电信号处理单元3包括采样电阻31、电子开关驱动电路、信