CN101260752A - 一种消散人体静电袭扰的钥匙 - Google Patents

Abstract

一种消散人体静电袭扰的钥匙，属于用于静电放电与静电危害防护技术领域的能消散人体静电的便携装置。本发明的特征在于在普通开锁钥匙的手柄内增加了人体静电消散电路和人体静电能量利用电路，在开门的同时安全方便地将人体静电耗散掉。本发明的效果和益处是由于将人体静电消散电路、静电能量转换储存充电电路、门锁遥控电路同随身携带的钥匙结合起来，在不增加人们携带负担的情况下，在有意无意的开门瞬间，将人体静电安全、方便地消散掉，解决了现有人体静电消散装置不宜携带，影响个人生活品质的不足，即可以消除人体静电的袭扰，防止静电恐慌，又增加了人们在静电敏感场所活动的安全性，同时还能将人体静电能量加以利用。

Description

一种消散人体静电袭扰的钥匙

技术领域

本发明属于五金制造、静电放电与静电危害防护技术领域，涉及一种能消散人体静电的便携装置，尤其是一种具有消散人体静电袭扰功能的钥匙。

背景技术

人体静电是日常生活中一种常见的现象，它是由于人体行走、操作，或与其它物体接触、分离，或因静电感应、空间电荷吸附等原因使人体正负极性电荷失去平衡，进而在宏观上呈现出某种极性的电荷积聚，使人体对地电位不为零，形成了对地静电能量。当人体对地静电电位足够高(＞3kV)，或静电能量足够大(＞1×10^-4J)时，就有可能对金属门窗等部件产生静电放电，轻者对人体产生袭扰，重者可能引起元器件击穿，电子设备失灵，甚至引发火灾、***等安全灾害。因此，消散人体静电对人们日常生活和工作，尤其对在易燃易爆和静电敏感环境下工作的人们具有非常重要的意义。

在现代生活方式中，人们难以割舍容易产生和积累静电的材料，如化纤、塑料、橡胶等高分子材料。这些材料的大量使用在给人们生活带来舒适方便的同时也使我们越来越普遍地遭受着静电的袭扰。在干燥环境下，人体从橡胶泡沫靠垫座椅上起立时产生的静电电位可达18kV，在地毯上行走时产生的静电电位可达35kV，在绝缘地面上脱衣服时产生的静电电位最高可达60kV。如此高的静电电位储存在数十至数百皮法之间的人体静电电容(多数分布在100～350pF)上，静电能量可达几mJ至几十mJ，释放时产生很大的电击强度和放电火花，虽然不致命，但容易对人产生电击恐慌和痛感。

目前，消散人体静电的方法主要有两种，一是通过加湿的方法增加环境湿度，二是通过穿着防静电服装、鞋帽，敷设防静电地面，使用防静电桌椅等用具将人体进行静电接地。但这两种方法只适用于在特殊环境下使用，在日常生活中却会因此降低人们的移动性、舒适性和对穿着、对生活环境多样性和个性化的需求。

日常生活中消散人体静电的最好方法是随身携带一种小巧的静电放电装置，可以随时将人体产生的静电通过与接地装置接触而将人体静电消散掉。但这种放电装置不能简单地通过金属器具短路实现，一方面是因为在静电电位很高时通过金属器具短路同样会对人体产生电击感，另一方面也会因此产生放电火花，对易燃易爆场所存在潜在危害，更不能将人体静电能量加以利用。

钥匙是人们日常生活所必需携带的***，将静电释放电阻、储能电容和充电电路等同钥匙结合起来构成具有消散人体静电功能的装置，在人们开门或同接地装置接触时将人体静电能量转移到储能电容器上，不仅抑制了人体静电的袭扰，而且很好地将人体静电能量用于遥控钥匙的辅助充电，延长遥控钥匙的使用寿命。这种具有消散人体静电功能的装置经文献检索至今还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有人体静电消散技术中存在的不足和缺陷，提供一种具有消散人体静电袭扰功能的钥匙装置。木发明未改变钥匙开锁的基本功用，但增加了人体静电消散功能和人体静电能量利用功能，发挥了钥匙的便携性，在有意无意使用钥匙时，安全方便地将人体静电耗散掉。

本发明的技术方案是：

消散人体静电袭扰钥匙包括钥匙本体、静电消散电路、充电电路和门锁遥控电路四部分。其特征是：静电消散电路、充电电路和门锁遥控电路安装在由塑料或橡胶制成的钥匙柄内，钥匙柄外边缘镶嵌金属条，金属条与金属钥匙杆不能直接相连，最近点直线距离大于等于10mm。静电消散电路由限流电阻和储能电容串联组成，电容一端连接到由金属制成的钥匙杆尾部，电阻一端则与钥匙柄外镶嵌的金属条相连。限流电阻的选择应保证人体静电电位在20～30kV时，将钥匙杆接地人体应没有疼痛感，也不应出现明显的放电现象，一般选取1-2MΩ、1/4W的膜电阻。储能电容的选取应充分考虑人体静电电容和静电电位出现的几率与大小。人体静电电容一般为100～350pF，静电电位多出现在5kV左右，根据静电能量公式CU²/2，考虑到限流电阻的损耗，要在储能电容器上获得30V电压，则储能电容应选取3～10uF的低泄漏电流电容器。当手握钥匙柄，并用钥匙杆接触门等接地装置时，人体静电能量就会通过这一电路转移到储能电容器上。由于人体带电极性会受很多因素影响，具有不确定性，因此使用全桥整流电路将储能电容器上的电压转变为确定极性电压加以利用，其输出端接于门锁遥控电路电池两端，可以利用储能电容器储存的能量给电池充电。充电电路中二极管和电容元件应选择漏电流极小的器件，才能凸显人体静电能量的利用效果。

本发明的效果和益处是由于将人体静电消散电路、静电能量转换储存充电电路、门锁遥控电路同随身携带的钥匙结合起来，在不增加人们携带负担的情况下，在有意无意的开门瞬间，将人体静电安全、方便地消散掉，解决了现有人体静电消散装置不宜携带，影响个人生活品质的不足，即可以消除人体静电的袭扰，防止静电恐慌，又增加了人们在静电敏感场所活动的安全性，同时还能将人体静电能量加以利用。

附图说明

图1是消散人体静电袭扰钥匙结构示意图。

图2是消散人体静电袭扰钥匙电路示意图。

图中：1钥匙杆；2钥匙柄；3嵌入金属条；4门锁开启按键；5门锁关闭按键；6电路模块；7人体静电泄放限流电阻；8储能电容；9桥式整流电路；10滤波电容；11充电限流电阻；12稳压器件；13二极管；14遥控电路；15人体静电等效电容。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。

本发明所述的消散人体静电袭扰钥匙的结构如附图1所示，包括钥匙杆1；钥匙柄2；嵌入金属条3；门锁开启按键4；门锁关闭按键5；电路模块6；钥匙柄2内安装有门锁开启按键4；门锁关闭按键5；电路模块6；门锁开启按键4通过导线A、B与电路模块6相连，门锁关闭按键5通过导线C、D与电路模块6相连，钥匙杆1通过导线E与电路模块6相连，钥匙柄外嵌入的金属条3通过导线F与电路模块6相连。这样，如果人体手握钥匙柄2时，通过人手与金属条3的接触，钥匙杆1、电路模块6、嵌入金属条3、人体静电等效电容15组成了人体静电消散电路，当使用者开门或将钥匙杆接触接地静电导体时，形成了人体静电消散通路，进而可以安全方便地将人体静电耗散掉。

本发明所述的消散人体静电袭扰钥匙的电路如附图2所示，包括人体静电消散储能电路、辅助充电电路和遥控电路，其中人体静电消散储能电路是电路模块6的核心，它由人体静电泄放限流电阻7和储能电容8串联组成。人体静电泄放限流电阻7一般选取1-2MΩ、1/4W的金属膜或合成电阻，其选择原则是保证人体静电电位在20～30kV时，将钥匙杆接地人体人应没有触痛感，更不应出现明显的放电现象。储能电容8是将人体静电高压转换为低压储能的关键器件，其电容选择依据是能量公式 $C_1{U}_1^2/2=C_2{U}_2^2/2,$ C₁、U₁是人体静电电容和静电电压，C₂、U₂是储能电容和电压。考虑人体静电电容一般为100～350pF，静电电位在5kV以下出现几率最大，储能电容选取3～10uF的低泄漏电流电容器可以获得30V左右的电压。此外，为了获得良好的储能效果，储能电容的损耗角正切值应低于0.005。

本发明所述的辅助充电电路包括桥式整流电路9，滤波电容10，充电限流电阻11，稳压器件12和反向二极管13。由于产生静电材料的带电次序不同，获得静电的机制不同，人体的静电极性也会不一样。通过桥式整流电路9可以实现将不同极性的静电转换成确定极性的直流电，经过滤波电容10、稳压器件12的滤波稳压后转换为5-10V左右的直流电，通过反向二极管13给遥控电路14中的电池充电，实现静电能量的再利用。反向二极管13的作用是阻止遥控电路电池能量反向回馈。

本发明所述的遥控电路14用于遥控门锁开关，该部分内容为公知的现有技术范围，不加以详细说明。

本发明装置将静电消散电路同人们常用钥匙相结合，利用钥匙便携特点，不需要增加特殊的专用放电器具，就可实现防治人体静电袭扰的功能，改善了人们的行动质量。

Claims (3)

1、一种消散人体静电袭扰的钥匙，包括钥匙杆[1]；钥匙柄[2]；嵌入金属条[3]；门锁开启按键[4]；门锁关闭按键[5]；电路模块[6]；人体静电泄放限流电阻[7]；储能电容[8]；桥式整流电路[9]；滤波电容[10]；充电限流电阻[11]；稳压器件[12]；反向二极管[13]；遥控电路[14]，其特征在于钥匙柄内装有静电消散储能电路、充电电路和门锁遥控电路；钥匙柄外边缘镶嵌金属条，镶嵌金属条与金属钥匙杆不直接相连，而是分别连接到静电消散电路的两极。

2、根据权利要求1所述的一种消散人体静电袭扰的钥匙，其特征在于静电消散储能电路，包括人体静电泄放限流电阻[7]和储能电容[8]，限流电阻取值在1-2MΩ之间，采用金属膜电阻或合成膜电阻，储能电容必须是无极性电容，应采用损耗角正切值小于0.005的电容器，容值在3-100uF之间。

3、根据权利要求1所述的一种消散人体静电袭扰的钥匙，其特征在于将人体静电加以利用的辅助充电电路，包括桥式整流电路[9]，滤波电容[10]，充电限流电阻[11]，稳压器件[12]和反向二极管[13]，所述辅助充电电路中所有整流二级管的反向漏电流小于5uA，滤波电容损耗角正切值应小于0.05，容值在数十uF左右，辅助充电电路的作用是无论人体所携带的静电电荷极性如何，都转换成确定极性的直流电压，为遥控电路电池等充电。

Images