[发明专利]一种电感式全密封防爆键盘系统及使用方法

权利要求书

1.一种电感式全密封防爆键盘系统，其特征在于：包括CPU及射频信号产生电路(1)、谐振电容(2)、电感线圈(3)、采样电阻(4)、有效值检波电路(5)、ADC转换电路(6)和接口电路(7)；

所述谐振电容(2)和电感线圈(3)连接，电感线圈(3)与并联设置的采样电阻(4)和有效值检波电路(5)连接，并联设置的采样电阻(4)和有效值检波电路(5)依次与ADC转换电路(6)和CPU及射频信号产生电路(1)连接，CPU及射频信号产生电路(1)分别与接口电路(7)及谐振电容(2)连接。

2.根据权利要求1所述的一种电感式全密封防爆键盘系统，其特征在于：

所述谐振电容(2)包括第一谐振电容C1和第二谐振电容C2；

所述电感线圈(3)包括第一电感线圈L1；

所述采样电阻(4)包括第一采样电阻R2；

CPU及射频信号产生电路(1)一端与第二谐振电容C2一端连接，第二谐振电容C2另一端与第一电感线圈L1一端连接，第一电感线圈L1另一端与匹配电阻R1一端连接，匹配电阻R1另一端与并联设置的有效值检波电路(5)和第一采样电阻R2一端连接，并联设置的有效值检波电路(5)和第一采样电阻R2另一端通过ADC转换电路(6)后与CPU及射频信号产生电路(1)另一端连接；第一谐振电容C1并联于第一电感线圈L1及匹配电阻R1串联后的两端；

CPU及射频信号产生电路(1)还与接口电路(7)连接。

3.根据权利要求2所述的一种电感式全密封防爆键盘系统，其特征在于：

CPU及射频信号产生电路(1)具有三个作用：一是产生0.5M～50MHz的激励信号；二是控制ADC转换电路(6)将手指的触摸信号转换为响应的数字量；三是将按键的编码值转换为4～20mA的电流信号，4～20mA的电流用于识别按键。

4.根据权利要求3所述的一种电感式全密封防爆键盘系统，其特征在于：

所述谐振电容(2)与电感线圈(3)用于感应手指的触摸动作；没有触摸动作时，二者处于谐振状态，加在两者上的电压之和为0；当手指靠近电感线圈(3)的时候，电感线圈(3)的阻抗改变，二者处于非谐振状态。

5.根据权利要求4所述的一种电感式全密封防爆键盘系统，其特征在于：

有效值检波电路(5)用于将采样电阻(4)的交流射频信号转换为可以由ADC转换电路(6)直接转换的直流电压信号；

ADC转换电路(6)将手指的触摸动作转化为可以被CPU及射频信号产生电路(1)识别的数字信号作为手指的触摸信号；手指触摸动作将会导致ADC转换结果的显著增大。

6.利用如权利要求1-5任一所述一种电感式全密封防爆键盘系统的一种电感式全密封防爆键盘系统使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

电感线圈(3)感应手指的触摸动作，在有手指的触摸时，电感线圈(3)的电阻变化，生成手指触摸动作；有效值检波电路(5)通过第一采样电阻R2检测到的直流电压发生变化；

ADC转换电路(6)将检测到的手指的触摸动作转化为手指的触摸信号发送给CPU及射频信号产生电路(1)；

CPU及射频信号产生电路(1)根据手指的触摸信号生成响应的数字量发送给接口电路(7)。

7.利用如权利要求1-5任一所述一种电感式全密封防爆键盘系统的一种电感式全密封防爆键盘系统使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一电感线圈L1与谐振电路的谐振频率公式如下：

Z₁+Z₂＝0

公式中：Z1代表第二谐振电容C2的阻抗；

Z2代表元件匹配电阻R1、第一谐振电容C1和第一电感线圈L1三者的总阻抗；

ω代表角频率，可以由时间频率计算得到：

ω＝2πf₀

公式中：f₀代表频率；

则可以计算出，电路的谐振频率为：

8.根据权利要求7所述的一种电感式全密封防爆键盘系统使用方法，其特征在于：

取C1＝1pF,C2＝8.2pF；代入上述公式：此时谐振频率为f₀＝16.594MHz。