一種電場(chǎng)檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電場(chǎng)檢測(cè)裝置，至少包括：承載本體；設(shè)置于所述承載本體上的參考電極層；設(shè)置于所述承載本體上且位于所述參考電極層上方的至少三層感應(yīng)電極層；所述感應(yīng)電極層包括至少四個(gè)均勻分布的感應(yīng)電極，每一個(gè)感應(yīng)電極分別與所述參考電極層形成一個(gè)獨(dú)立的電場(chǎng)測(cè)量回路。本發(fā)明的電場(chǎng)檢測(cè)裝置采用多層分布式感應(yīng)電極，且感應(yīng)電極與參考電極均為條狀，條形電極體積更小，厚度薄，易于集成在帽體內(nèi)部，隱蔽性能好；同時(shí)由于采用多層分布式感應(yīng)電極，不僅可以檢測(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小，還可以進(jìn)行多角度、多方向的電場(chǎng)檢測(cè)，判斷電場(chǎng)方位。
【專利說(shuō)明】—種電場(chǎng)檢測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于電力領(lǐng)域，涉及一種電場(chǎng)檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展，輸電線路越來(lái)越接近居民活動(dòng)的區(qū)域，工頻電場(chǎng)、直流合成電場(chǎng)等引起的電磁環(huán)境問(wèn)題愈來(lái)愈引起人們的關(guān)注。工頻電場(chǎng)是交流輸電線路和變電站的主要電磁環(huán)境參數(shù)，直流合成電場(chǎng)是直流輸電線路的主要電磁環(huán)境參數(shù)。需要對(duì)電場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)以評(píng)價(jià)輸變電工程對(duì)電磁環(huán)境影響。
[0003]同時(shí)，為了長(zhǎng)期工作在高電場(chǎng)環(huán)境中人員作業(yè)的安全，國(guó)家制定了嚴(yán)格的規(guī)章制度來(lái)杜絕事故的發(fā)生，當(dāng)人在疲勞狀態(tài)下，往往制度和監(jiān)督失去了作用，這樣就需要有一種安全裝置來(lái)避免發(fā)生此類事故，然而，目前針對(duì)環(huán)境場(chǎng)強(qiáng)超標(biāo)的設(shè)備，國(guó)內(nèi)外還很少研究。作業(yè)人員在高壓工頻電場(chǎng)的環(huán)境中，尤其是在攀爬或接近高壓帶電設(shè)備時(shí)，工作人員會(huì)誤闖入高壓區(qū)域，如果當(dāng)事人對(duì)其所處的狀況不甚了解的情況下，這就有可能造成人身事故。因此，研究具有警示功能的電場(chǎng)測(cè)量?jī)x，對(duì)保護(hù)人員的安全，提高的安全系數(shù)，降低事故的發(fā)生率具有重要意義。
[0004]目前的電場(chǎng)測(cè)量?jī)x，在電極設(shè)計(jì)上往往是使用大體積的球形電極，體積大不利于攜帶，還有一種像腕式報(bào)警器這樣的裝置雖然小巧但是誤判率高，不能夠監(jiān)測(cè)佩戴者各個(gè)方向的電場(chǎng)情況。
[0005]因此，提供一種電極體積小，同時(shí)可以對(duì)周圍電場(chǎng)進(jìn)行全方位檢測(cè)的電場(chǎng)檢測(cè)裝
置實(shí)屬必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種電場(chǎng)檢測(cè)裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中電極體積大不易集成、不能進(jìn)行多方位電場(chǎng)檢測(cè)、判斷準(zhǔn)確性不高的問(wèn)題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種電場(chǎng)檢測(cè)裝置，至少包括:
[0008]承載本體；
[0009]設(shè)置于所述承載本體上的參考電極層；
[0010]設(shè)置于所述承載本體上且位于所述參考電極層上方的至少三層感應(yīng)電極層；所述感應(yīng)電極層包括至少四個(gè)均勻分布的感應(yīng)電極，每一個(gè)感應(yīng)電極分別與所述參考電極層形成一個(gè)獨(dú)立的電場(chǎng)測(cè)量回路。
[0011 ] 可選地，所述參考電極層包括一個(gè)參考電極，所述參考電極為環(huán)形條狀。
[0012]可選地，所述感應(yīng)電極為條狀。
[0013]可選地，所述承載本體為中空的半球形或類半球形，所述感應(yīng)電極層的各個(gè)感應(yīng)電極均勻環(huán)設(shè)于所述承載本體上。
[0014]可選地，所述感應(yīng)電極的材料為銅；所述參考電極的材料為銅。
[0015]可選地，每個(gè)感應(yīng)電極對(duì)于所述參考電極的等效電容相等。[0016]可選地，相鄰兩層感應(yīng)電極層中各感應(yīng)電極的方位相對(duì)應(yīng)。
[0017]可選地,所述感應(yīng)電極層包括5~16個(gè)感應(yīng)電極。
[0018]可選地，所述測(cè)量回路包括與所述感應(yīng)電極及所述參考電極連接的電流電壓變換電路、與所述電流電壓變換電路連接的放大濾波電路及與所述放大濾波電路連接的信號(hào)采集電路。
[0019]可選地，所有測(cè)量回路共用一個(gè)信號(hào)采集電路。
[0020]可選 地，所述承載本體為帽子。
[0021]可選地，所述承載本體為安全帽。
[0022]可選地，所述感應(yīng)電極與參考電極設(shè)置于所述帽子的內(nèi)表面。
[0023]可選地，所述帽子為雙層結(jié)構(gòu)，所述感應(yīng)電極與參考電極設(shè)置于所述帽子的夾層內(nèi)。
[0024]如上所述，本發(fā)明的電場(chǎng)檢測(cè)裝置，具有以下有益效果:本發(fā)明的電場(chǎng)檢測(cè)裝置采用多層分布式感應(yīng)電極，且感應(yīng)電極與參考電極均為條狀，相比于球形電極，本發(fā)明的條形電極體積更小，厚度薄，易于集成在帽體內(nèi)部，隱蔽性能好，由于帽體為球面，因此兼顧了球形電極可以對(duì)周圍電場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行監(jiān)測(cè)的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)由于本發(fā)明采用多層分布式感應(yīng)電極，可以進(jìn)行多角度、多方向的電場(chǎng)檢測(cè)，如可以判斷電場(chǎng)方位為前、后、左、右、上前、上后、上左、上右、下前、下后、下左、下右等各個(gè)方向，實(shí)現(xiàn)佩戴者周圍電場(chǎng)的全方位檢測(cè)，提高判斷的準(zhǔn)確性。本發(fā)明的電場(chǎng)檢測(cè)裝置不僅可以檢測(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小，還可以進(jìn)行多角度、多方向的電場(chǎng)檢測(cè)，判斷電場(chǎng)方位，低成本的電極設(shè)計(jì)使得其能夠被廣泛應(yīng)用于強(qiáng)電場(chǎng)環(huán)境中。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1顯示為本發(fā)明的電場(chǎng)檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2顯示為圖1所示結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0027]圖3顯示為本發(fā)明的電場(chǎng)檢測(cè)裝置中參考電極與感應(yīng)電極的俯視分布圖。
[0028]圖4顯示為本發(fā)明的電場(chǎng)檢測(cè)裝置的電路圖。
[0029]元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0030]I承載本體
[0031]2參考電極層
[0032]3,4,5 感應(yīng)電極層
[0033]6感應(yīng)電極
[0034]7參考電極
[0035]8基準(zhǔn)源
[0036]9電流電壓變換電路
[0037]10放大濾波電路
[0038]11信號(hào)采集電路
【具體實(shí)施方式】
[0039]以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0040]請(qǐng)參閱圖1至圖4。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0041]本發(fā)明提供一種電場(chǎng)檢測(cè)裝置，請(qǐng)參閱圖1，顯示為該裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，至少包括:
[0042]承載本體I ;
[0043]設(shè)置于所述承載本體I上的參考電極層2 ；
[0044]設(shè)置于所述承載本體I上且位于所述參考電極層2上方的至少三層感應(yīng)電極層:感應(yīng)電極層3，感應(yīng)電極層4，感應(yīng)電極層5 ；
[0045]所述感應(yīng)電極層包括至少四個(gè)均勻分布的感應(yīng)電極，每一個(gè)感應(yīng)電極分別與所述參考電極層2形成一個(gè)獨(dú)立的電場(chǎng)測(cè)量回路。
[0046]本實(shí)施例中，所述電場(chǎng)檢測(cè)裝置以包括三層感應(yīng)電極層為例，如圖1所示，自下而上依次為感應(yīng)電極層3、感應(yīng)電極層4及感應(yīng)電極層5。在其它實(shí)施例中，所述電場(chǎng)檢測(cè)裝置也可以包括其它數(shù)目的感應(yīng)電極層，如四層、五層、六層等，層數(shù)越多，對(duì)于電場(chǎng)具體方位的判斷精度越高。
[0047]具體的,所述感應(yīng)電極為條狀。本實(shí)施例中，所述感應(yīng)電極優(yōu)選采用條狀的銅箔，其具有非常輕及薄的優(yōu)點(diǎn)，易于集成在所述承載本體上。且銅材料的導(dǎo)電性能好，低廉的成本適合大規(guī)模普及和生產(chǎn)。所述參考電極層2包括一個(gè)參考電極，所述參考電極為環(huán)形條狀，所述參考電極同樣優(yōu)選采用條狀的銅箔制成。
[0048]作為示例，所述承載本體I為中空的半球形或類半球形，所述感應(yīng)電極層的各個(gè)感應(yīng)電極均勻環(huán)設(shè)于所述承載本體I上。所述承載本體I為中空的半球形或類半球形，使得所述感應(yīng)電極及參考電極位于球面上，可以兼顧球形電極可以對(duì)周圍場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)。其中，多個(gè)感應(yīng)電極層位于所述承載本體I的上部，所述參考電極層位于所述承載本體I的下部，相鄰電極層之間優(yōu)選采用相同的距離。請(qǐng)參閱圖2，顯示為圖1所示結(jié)構(gòu)的剖視圖，其中，所述參考電極層2位于所述承載本體I的底層位置。
[0049]本實(shí)施例中，每層感應(yīng)電極層以包括四個(gè)感應(yīng)電極為例,請(qǐng)參閱圖3,顯示為本發(fā)明的電場(chǎng)檢測(cè)裝置中參考電極與感應(yīng)電極的俯視分布圖。如圖所示，每層感應(yīng)電極層中，四個(gè)感應(yīng)電極分別部署在所述承載本體的前后左右四個(gè)方向，均勻環(huán)設(shè)于所述承載本體I上，且相鄰兩層感應(yīng)電極層中各感應(yīng)電極的方位相對(duì)應(yīng)。在其它實(shí)施例中，每一層感應(yīng)電極層中的感應(yīng)電極也可以為其它數(shù)目，如包括5?16個(gè)感應(yīng)電極，每一層感應(yīng)電極層中的感應(yīng)電極越多，對(duì)于電場(chǎng)方位的判斷精度就越高。
[0050]條形感應(yīng)電極及條形參考電極除了具有體積小巧、輕薄的特點(diǎn)外，其探測(cè)區(qū)域也比普通的球形電極大，如圖3所示，同一層感應(yīng)電極層中，相鄰感應(yīng)電極之間除了必要的間隔之外，感應(yīng)電極長(zhǎng)度可以盡量延伸，以擴(kuò)大探測(cè)范圍。
[0051]具體的，每個(gè)感應(yīng)電極對(duì)于所述參考電極的等效電容相等，使得每個(gè)感應(yīng)電極對(duì)電場(chǎng)的感知能力一致，減少不對(duì)稱造成的方位判斷異常。每一層感應(yīng)電極中，每個(gè)感應(yīng)電極的大小優(yōu)選為相等?？赏ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)使用的銅箔的厚度來(lái)調(diào)節(jié)所述感應(yīng)電極相對(duì)于所述參考電極的面積，使得每個(gè)感應(yīng)電極對(duì)于所述參考電極的等效電容相等。
[0052]具體的，每一個(gè)感應(yīng)電極分別與所述參考電極層形成一個(gè)獨(dú)立的電場(chǎng)測(cè)量回路。請(qǐng)參閱圖4，顯示為本發(fā)明的電場(chǎng)檢測(cè)裝置在一個(gè)具體實(shí)施例中的電路圖，其中包括12個(gè)測(cè)量回路，分別對(duì)應(yīng)三層感應(yīng)電極層中的12個(gè)感應(yīng)電極6，該12個(gè)感應(yīng)電極6共用一個(gè)參考電極7，使得所有感應(yīng)電極具有共同的參考平面，減少雜散電容造成的影響，其中所述參考電極7與一基準(zhǔn)源8相連。如圖所示，所述測(cè)量回路包括與所述感應(yīng)電極6及所述參考電極7連接的電流電壓變換電路9、與所述電流電壓變換電路9連接的放大濾波電路10及與所述放大濾波電路10連接的信號(hào)采集電路11。所有測(cè)量回路可以共用一個(gè)信號(hào)采集電路。
[0053]具體的，所述參考電極及每個(gè)感應(yīng)電極通過(guò)所述電流電壓變換電路9分別與對(duì)應(yīng)的放大濾波電路10連接進(jìn)行信號(hào)的放大過(guò)濾，然后被所述信號(hào)采集電路11采集。每個(gè)感應(yīng)電極同時(shí)對(duì)電場(chǎng)的強(qiáng)度進(jìn)行感應(yīng)，本地根據(jù)電場(chǎng)的大小可以得到信號(hào)的來(lái)源的方位。具體的，通過(guò)判斷場(chǎng)強(qiáng)的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)具體方向判斷，場(chǎng)強(qiáng)最強(qiáng)的方向就是具體電場(chǎng)的方向來(lái)源。對(duì)于本實(shí)施例中三層感應(yīng)電極層的情況，不僅可以判斷電場(chǎng)方向?yàn)榍?、后、左、右、四個(gè)方向，還可以進(jìn)一步判斷其位于上方、中間還是下方。
[0054]對(duì)于相鄰兩個(gè)感應(yīng)電極測(cè)量得到的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)相等或相近時(shí)，可判斷電場(chǎng)方向?yàn)檫@兩個(gè)感應(yīng)電極之間的方位。
[0055]作為示例，所述承載本體I為帽子，進(jìn)一步的，可以為安全帽。由于本發(fā)明的電場(chǎng)檢測(cè)裝置中，感應(yīng)電極和參考電極為條狀，非常輕薄，所述感應(yīng)電極與參考電極可以設(shè)置于所述帽子的內(nèi)表面，使其具有隱蔽性。所述帽子還可以為雙層結(jié)構(gòu)，所述感應(yīng)電極與參考電極可以設(shè)置于所述帽子的夾層內(nèi)，進(jìn)一步提高隱蔽性。
[0056]本發(fā)明不僅可以作為野外電場(chǎng)探測(cè)的探測(cè)器，還可以作為電力工作人員的佩戴工具，保護(hù)工作人員的人身安全。
[0057]本發(fā)明的電場(chǎng)檢測(cè)裝置的工作原理如下:交流輸電線路輸送的交流電流頻率為50Hz，那么在輸電線路空間就會(huì)產(chǎn)生50Hz的工頻電場(chǎng)?？傮w上來(lái)講，距離輸電線路近則電場(chǎng)強(qiáng)度越高，隨著距離的增加，電場(chǎng)強(qiáng)度呈現(xiàn)遞減的趨勢(shì)，電場(chǎng)強(qiáng)度與電壓成正比，因此可以利用空間的電場(chǎng)信號(hào)判斷操作員是否在安全規(guī)定距離范圍內(nèi)操作，是否安全。
[0058]所述承載本體以帽子為例，當(dāng)帽子處在高壓的電場(chǎng)環(huán)境中，帽子上各個(gè)方位上的感應(yīng)電極都在檢測(cè)其周圍分布的電場(chǎng)，相對(duì)于傳統(tǒng)的單電極容易受到遮擋物的影響，造成對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度判斷的錯(cuò)誤率高，本發(fā)明的多層分布式感應(yīng)電極可以感應(yīng)佩戴者前后左右上下多個(gè)方位的電場(chǎng)強(qiáng)度，不會(huì)由于某個(gè)感應(yīng)電極被遮擋造成的旁路而影響測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。這種冗余設(shè)計(jì)方法，可以大大提高工作人員的人身安全，減少誤報(bào)率。
[0059]綜上所述，本發(fā)明的電場(chǎng)檢測(cè)裝置采用多層分布式感應(yīng)電極，且感應(yīng)電極與參考電極均為條狀，相比于球形電極，本發(fā)明的條形電極體積更小，厚度薄，易于集成在帽體內(nèi)部，隱蔽性能好，由于帽體為球面，因此兼顧了球形電極可以對(duì)周圍電場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行監(jiān)測(cè)的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)由于本發(fā)明采用多層分布式感應(yīng)電極，可以進(jìn)行多角度、多方向的電場(chǎng)檢測(cè)，如可以判斷電場(chǎng)方位為前、后、左、右、上前、上后、上左、上右、下前、下后、下左、下右等各個(gè)方向，實(shí)現(xiàn)佩戴者周圍電場(chǎng)的全方位檢測(cè)，提高判斷的準(zhǔn)確性。本發(fā)明的電場(chǎng)檢測(cè)裝置不僅可以檢測(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小，還可以進(jìn)行多角度、多方向的電場(chǎng)檢測(cè)，判斷電場(chǎng)方位，低成本的電極設(shè)計(jì)使得其能夠被廣泛應(yīng)用于強(qiáng)電場(chǎng)環(huán)境中。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0060]上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種電場(chǎng)檢測(cè)裝置，其特征在于，至少包括: 承載本體； 設(shè)置于所述承載本體上的參考電極層； 設(shè)置于所述承載本體上且位于所述參考電極層上方的至少三層感應(yīng)電極層；所述感應(yīng)電極層包括至少四個(gè)均勻分布的感應(yīng)電極，每一個(gè)感應(yīng)電極分別與所述參考電極層形成一個(gè)獨(dú)立的電場(chǎng)測(cè)量回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電場(chǎng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述參考電極層包括一個(gè)參考電極，所述參考電極為環(huán)形條狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電場(chǎng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述感應(yīng)電極為條狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電場(chǎng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述承載本體為中空的半球形或類半球形，所述感應(yīng)電極層的各個(gè)感應(yīng)電極均勻環(huán)設(shè)于所述承載本體上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電場(chǎng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述感應(yīng)電極的材料為銅；所述參考電極的材料為銅。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電場(chǎng)檢測(cè)裝置，其特征在于:每個(gè)感應(yīng)電極對(duì)于所述參考電極的等效電容相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電場(chǎng)檢測(cè)裝置，其特征在于:相鄰兩層感應(yīng)電極層中各感應(yīng)電極的方位相對(duì)應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電場(chǎng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述感應(yīng)電極層包括5?16個(gè)感應(yīng)電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電場(chǎng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述測(cè)量回路包括與所述感應(yīng)電極及所述參考電極連接的電流電壓變換電路、與所述電流電壓變換電路連接的放大濾波電路及與所述放大濾波電路連接的信號(hào)采集電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電場(chǎng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所有測(cè)量回路共用一個(gè)信號(hào)采集電路。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電場(chǎng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述承載本體為帽子。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電場(chǎng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述承載本體為安全帽。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電場(chǎng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述感應(yīng)電極與參考電極設(shè)置于所述帽子的內(nèi)表面。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電場(chǎng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述帽子為雙層結(jié)構(gòu)，所述感應(yīng)電極與參考電極設(shè)置于所述帽子的夾層內(nèi)。
【文檔編號(hào)】G01R29/08GK103954849SQ201410197801
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】周瀟, 何風(fēng)行, 陳文權(quán), 姜華, 馬娜, 毛嘉 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院