Измеритель электростатического потенциала и заряда тела человека

Измеритель электростатического потенциала и заряда тела человека

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в медицине в диагностических целях, а также в различных областях промышленности, например в нефтеперерабатывающей и других областях, связанных с транспортировкой и хранением легковоспламеняющихся материалов.

При производственной деятельности человек, соприкасаясь с диэлектрическими материалами, может накапливать электрический заряд и приобретать электрический потенциал, представляющие опасность для здоровья, а также опасность взрывов при искровых разрядах в пожароопасных помещениях.

Известно устройство для измерения электростатического потенциала тела человека, содержащее электрод и шток, соединенный с рукояткой. Внутри штока проходит провод, соединяющий электрод с измерительным прибором (вольтметром). Измерение при помощи этого устройства производится после присоединения электрода к телу обследуемого человека (Каверзнев В.П. и др. Статическое электричество в полупроводниковой промышленности. М., 1975).

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения, а также невозможность с его помощью измерять заряд тела человека и контролировать накопленную электрическую энергию, способную выделиться при искровом разряде.

Известно устройство для измерения статического потенциала человека, содержащее контактный электрод для подключения к телу обследуемого человека, высоковольтный конденсатор малой емкости и разрядный электрод, соединяющий контактный электрод с землей (А.с. СССР №1147351). Недостатком этого устройства является невозможность с его помощью измерять электрический заряд тела человека и контролировать энергию, способную выделиться при искровом разряде.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет дополнительного измерения электростатического заряда тела человека.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее контактный электрод для подключения к телу человека, соединенный через высоковольтный конденсатор малой емкости с входом электрометрического усилителя, снабжено дополнительно накопительным конденсатором и ключом для соединения контактного электрода с этим накопительным конденсатором.

На фиг. 1 представлена функциональная электрическая схема устройства.

Устройство содержит контактный электрод 1, подключаемый к телу человека с электрической емкостью 2, высоковольтный конденсатор 3, накопительный конденсатор 4, ключ 5, электрометрический усилитель 6, цифровые масштабные устройства потенциала и заряда 7 и 8 соответственно, запоминающие устройства значений потенциала и заряда 9 и 10 соответственно, индикатор 11 и ключ 12.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом измерения ключи 5 и 12 разомкнуты и все конденсаторы разряжены. При соединении контактного электрода 1 с кожным покровом заряженного тела человека с электрической емкостью C₀ скопившийся на теле человека заряд перераспределяется между его емкостью C₀ и емкостью, образованной конденсаторами 3 и 4. Величина электрической емкости C₁ конденсатора 3 выбрана из условия

где δ(U₀) - относительное изменение потенциала U₀ тела человека при подключении контактного электрода.

Например, если минимальная электрическая емкость C₀ равна 40 пФ, а допустимое изменение исходного потенциала не превышает 10%, то величина емкости конденсатора C₁ не должна превышать 4,4 пФ. Величина C₂ много больше емкости конденсатора 3 и выбирается из условия C₂>>C_0max, где C_0max - наибольшая возможная электрическая емкость человека относительно земли, принятая равной 1000 пФ. Потенциал U₁ с делителя C₁-C₂ поступает на вход электрометрического усилителя 6 и далее на вход цифрового масштабного устройства потенциала 7, преобразующего этот потенциал в значение, соответствующее значению потенциала контактного электрода 1 , и далее на запоминающее устройство потенциала 9 и индикатор 11. Таким образом, осуществляется измерение потенциала тела человека с погрешностью, не превышающей 10%. После этого замыкается ключ 5, и оставшийся на теле человека заряд стекает на накопительный конденсатор 4, создавая в нем потенциал . Этот потенциал поступает на вход цифрового масштабного устройство заряда 9, преобразующего его в значение Q₀, и далее в запоминающее устройство заряда 10 и индикатор 11. При указанном условии C₂>>C_0max, например, C₂=(1-2) мкФ, методическая погрешность измерения величины заряда не превышает десятых долей процента. По окончании измерения замыкается контакт ключа 13, разряжаются все конденсаторы, обнуляются запоминающие устройства, и указанные контакты размыкаются. Устройство готово к работе.

Таким образом, выполняется поставленная цель - расширение функциональных возможностей измерителя за счет дополнительного измерения заряда тела человека.

Измеритель электростатического потенциала и заряда тела человека, содержащий контактный электрод для подключения к телу человека, соединенный через высоковольтный конденсатор малой емкости с входом электрометрического усилителя, отличающийся тем, что он снабжен накопительным конденсатором и ключом, соединяющим контактный электрод с этим накопительным конденсатором, который через электрометрический усилитель соединен с входом цифрового масштабного устройства потенциала и заряда.