[发明专利]扰动电场传感器

说明书

本发明的扰动电场传感器，是一种新型的传感器件，它可以广泛地应用于多种检测仪器和仪表。

在我们周围的空域内，自然分布着一定强度的电场，在无自然或人为干扰源存在的情况下，电场的分布趋于某一相对稳定状态，可称为“准静态”或“暂稳态”。

在有扰动源存在的情况下，原电场的“平衡”将遭到破坏，场的分布由原有的“暂稳态”发生突变，並向新的分布过渡，到达新的“暂稳态”处于此新旧两个“暂稳态”之间的电场称为“扰动场”。

“扰动场”可以产生扰动信息，但此种信息不易为人们所直接觉察，因而长期以来，人们未能将电场扰动时发出的信息加以利用。

本发明的目的是提供一种经济，简便，实用的装置，以获得电场的扰动信息，並通过它检测引起此信息变化原因的有关物理;另一个目的是充实现有各类传感器件所组成的“传感器家族”的成员。

附图说明书：

附图（1）：“扰动电场传感器”框图;

（1-1）为“采样装置”;（1-2）为“传感装置”;（1-3）为“传感装置”的输入电路，（1-4）为“传感装置”的保护电路，（1-5）为“传感装置”的放大电路。

附图（2）A，单套管，密封式“采样装置”示意图;

（2-1）套管，（2-2）导线，（2-3）导线的铜线部分，

（2），B，密封示意图：（2-4）填料，（2-5）铜套帽，（2-6）焊锡，

附图（3）由塑料膜，板所复盖的金属橱，箱作“采样装置”示意图，

附图（4）由分立电子元件组成的“传感装置”电路图;

附图（5）“传感装置”的厚膜电路，

附图（6）A，“传感装置”的集成电路，

（6）B，集成电路的外形示意图，

以下结合附图对本发明内容作详细描述。

参见图1，本发明提供的扰动电场传感器，主要包括由电解质层所复盖的任意形状的导体所组成的“采样装置”（1-1）;和由保护电路（1-4），放大电路（1-5）及采用了高输入阻抗电子元器件的输入电路（1-3）所组成的“传感装置”（1-2）两个部分。

在“采样装置”中，电解质对维持电场扰动信息的存在时间及增加其强度方面，有暂记忆和累积作用。在电解质复盖的导体附近，若有物体相对于此导体发生相对运动，或对于该导体有直接的接触，摩擦，挤压等，都将引起该处电场的扰动，在导体上出现扰动信息，此信息表现为电压脉冲，当物体作重覆性相对运动时，电压脉冲也重覆出现，二者成一一对应关系。因此，为电解质层所复盖的导体，可以作为本发明的“采样装置”，电解质的种类，以塑料，有机玻璃等为佳。

“采样装置”（1-1）可采用普通聚氯乙烯塑料导线;或在此种导线外加有一层或多层，密封的或未密封的塑料或橡皮套管，其线径大小不限，长度及股数不限;也可以采用单层或多层，密封或未密封的任意种类的塑料膜，有机玻璃板等所复盖的各种形状的导体，如导线，导体板，导体网，喷塑导电层，以及金属橱，箱，盒等。其面积或体积不限，厚度长度及形状不限。

“采样装置”可以直接或通过导线与“传感装置”的输入电路输入端连接。

本发明“传感装置”（1-2）的功能应满足：有较高的灵敏度;一定的放大和抗干扰能力;能自行保护和输出信号幅度可调。其输入电路（1-3）采用具有高输入阻抗（R_sr＞10⁷Ω）的电子元器件（如结型或MOS型场效应管等）担任，电路设置上，可以不设置栅偏电路。其保护电路（1-4）由二极管;三极管改接的二极管;或二极管与输入电路输入端限流电阻组成，用以保护高输入阻抗电子元器件在电场扰动信息过强时免遭损坏。其放大电路（1-5）可以采用多级射极跟随器;互补式放大电路或运算放大器等，用以进一步提高电路的增益和负载能力。

本发明“扰动电场传感器”工作原理的具体描述如下：设有物体相对于本传感器的“采样装置”发生相对运动（包括相互接触）时，该物体即为一扰动源，它将引起“采样装置”附近空域内的电场分布发生突变，这一突变由“采样装置”中的电解质层以相应的电荷分布突变的形式加以暂记忆和累积，並导致了电解质层所复盖的导体上产生暂态的静电感应过程，使导体上形成暂态的电位突变，这就是“采样装置”上出现的场的扰动信息，此信息通常为电压脉冲。