[发明专利]一种安全释放静电的电路及方法及其应用

说明书

本发明涉及静电释放消除的技术领域，特别是一种安全释放静电的电路及其应用。其特征是：包括电压检测单元、计算单元、压控变阻单元，压控变阻单元两端的电阻值由控制极G上的电压控制，压控变阻单元一端接地，另一端为静电释放端，当静电释放端触碰静电体，电压检测单元对静电体的电压进行检测，计算单元根据检测的电压按设定参数进行电阻值计算，所述电阻值由压控变阻单元实现，实现限定放电功率条件下快速安全释放静电体的静电，或实现限定放电电流条件下快速安全释放静电体的静电。有益效果是：在限定放电功率条件下快速安全释放静电体的静电实现本质安全型产品要求，或在限定放电电流条件下快速安全释放人体静电以避免静电对人体的电击。

技术领域

本发明涉及静电释放消除的技术领域，特别是一种安全释放静电的电路及其应用。

背景技术

静电包括人体运动产生的静电和生产过程中物料、油料移动所产生的静电，对于人体静电，在易燃、易爆和防静电场所使用人体静电释放球释放人体静电，现有的人体静电释放球用不锈钢制作，球体（触摸球）连接大地，当手接触球体后将人体静电迅速引入大地，在此过程中，当手接触球体的瞬间有可能产生放电火花，该火花对于易燃，易爆场所是不安全的，另外人体也会有电击感而产生不适。对于生产中产生的静电，如一辆满载的油槽车在卸油时，它自身携带的静电(油槽车一般对地电容为1500PF左右，经车轮与地摩擦产生的静电)有2-3KV左右，因此卸油前必须采用静电接地钳进行连接以释放静电，在静电接地钳咬合导体的一瞬间可能产生静电火花，静电火花在爆炸区足以造成危害。

为了避免静电体（带电物体或人体）的静电突然释放，可以在静电体和地线之间跨接一电阻，但静电体的静电电压、电容不确定，所以很难用一确定的电阻来满足安全放电的要求。

发明内容

本质安全源于按GB3836.4—201标准，防爆电器分为隔爆型、增安型、本质安全型等种类，本质安全型电器设备的特征是其全部电路均为本质安全电路，即在正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路。也就是说该类电器不是靠外壳防爆和充填物防爆，而是其电路在正常使用或出现故障时产生的电火花或热效应的能量小于0.28mJ，即瓦斯浓度为8.5%（最易爆炸的浓度）最小点燃能量。

本发明的目的是提供一种安全释放静电的电路，对于人体静电释放要求对人体不产生点击感，对安全生产中的静电体的静电释放要求满足GB3836.4—201标准本质安全要求，在正常使用或出现故障时产生的电火花或热效应的能量小于0.28mJ，该标准只给出了能量值，但没有考虑能量释放时间，实际过程是单位热效应放出的能量加热单位质量的物质Q=C*M*△T,Q为热效应的能量，M为物质质量，C为物质比热，△T为温度变化，当温度变化的最高值达到物质的燃点即发生爆炸，而在此过程中还伴随散热（在此忽略），所以点燃物质的指标是单位时间释放的能量，本案引入点燃功率P的概念，即即时能量释放不大于0.28mJ，换算为P=0.28mJ/s。通过实验测试，人体不产生电击感的电流为不大于1mA。如此设定两个参数：1、人体静电释放电流I＜＝1mA，根据欧姆定律，过流电阻R为R=U/I；安全生产中的过流电阻R =U²/ P，P＜＝0.28mJ/s（以GB3836.4—201标准进行推导，本质安全要求一次放电能量小于0.28mJ，该放电时间小于1秒，所以P＜＝0.28mJ/s足以覆盖一次放电能量小于0.28mJ的本质要求）。由于静电体的静电电压、电容不确定，同时随着静电电量的释放其电压也随之下降（U=Q/C），所以很难用一确定的电阻来满足安全放电的要求，所以本案采用实时动态变化的电阻来满足任一时刻的安全放电要求，即不断地跟踪静电体的实时电压，计算满足安全放电的实时电阻值，实现快速安全释放静电的要求。

本发明的技术方案是：