[发明专利]一种基于电阻式传感器的离子在线监测装置及监测方法

说明书

本发明提供了一种基于电阻式传感器的离子在线监测装置及监测方法，包括依次连接的离子检测基板、信号放大模块和传输装置；离子检测基板包括绝缘基板和电荷离子接触基板，电荷离子接触基板嵌于绝缘基板的中部；信号放大模块包括依次连接的电荷输入单元、运算放大单元、数字转换单元和MCU控制单元。本发明通过累积静电离子电荷形成微弱的电荷电压，传输给信号放大模块进行电压放大，经处理后发送给传输装置进行大数据分析，依据数据分析结果实时监控空间离子浓度、平衡电压值，从而使除静电设备的静电离子浓度稳定在正常浓度范围内，能在一定程度上降低静电防护失效的风险，进一步提升产品品质。

技术领域

本发明涉及离子监测技术领域，具体涉及一种基于电阻式传感器的离子在线监测装置及监测方法。

背景技术

静电危害是由静电电荷或静电场能量引起的。在生产工艺过程中以及操作人员的操作过程中，某些材料的相对运动、接触与分离等原因导致了相对静止的正电荷和负电荷的积累即产生了静电。其电压可能高达数十千伏以上容易发生放电，产生放电火花，导致产品质量不良，电子设备损坏。

目前除静电设备主要有离子风扇、离子风棒等高压电离除静电设备，在实际应用中，除静电设备往往由于各种应用环境因素或者电路失控造成离子失控的风险，造成静电防控失效和静电产生的源头，给电子产品、半导体器件造成一定的静电损坏或者静电潜伏，最终导致产品损坏。

目前行业防静电领域的除静电设备，只具备了产生正负离子除静电能力，不具备离子平衡电压失效自我判断能力和离子浓度在线监控能力，往往会造成静电失效风险；在实验室环境应用中，没有在线静电离子电荷监测设备，因此由于物体运动或者在操作过程中产生的静电无法进行检测。

发明内容

鉴于上述问题，本发明实施例提供了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于电阻式传感器的离子在线监测装置及监测方法。

在本发明一实施例中提供了一种基于电阻式传感器的离子在线监测装置，用于除静电设备的离子浓度监测，包括依次连接的离子检测基板、信号放大模块和传输装置；

所述离子检测基板包括绝缘基板和电荷离子接触基板，所述电荷离子接触基板嵌于所述绝缘基板的中部，并与所述绝缘基板齐平；

所述信号放大模块包括依次连接的电荷输入单元、运算放大单元、数字转换单元和MCU控制单元；

所述在线监测装置工作时，所述离子检测基板采集除静电设备的静电离子浓度，并将采集信号以电压信号的形式输送给所述运算放大单元进行电压放大，放大后的所述电压信号经所述数字转换单元变换后输送给所述MCU控制单元进行数据处理，所述MCU控制单元将处理后的所述电压信号输送给所述传输装置进行大数据存储分析，获得分析结果。

进一步地，所述运算放大单元包括运算放大器芯片U2，所述电荷输入单元包括INPUT端子，所述INPUT端子的输入端与所述离子检测基板的输出端连接，所述INPUT端子的输出端分成三路输出，第一路从所述INPUT端子到电阻R1到开关S1到HV+端，第二路从所述INPUT端子到电阻R2到开关S2到HV-端，第三路从所述INPUT端子到电阻R3到所述运算放大器芯片U2的IN+引脚。

进一步地，所述电荷输入单元还包括电阻R4和电容C5，所述电容C5的一端接于所述电阻R3和所述运算放大器芯片U2的IN+引脚之间，所述电容C5的另一端接地，所述电阻R4的一端接于所述电阻R3和所述电容C5之间，所述电阻R4的另一端接地。

进一步地，所述数字转换单元包括RC滤波器和AD转换芯片U3；

所述RC滤波器包括电阻R5、电容C6和电容C8，所述运算放大器芯片U2的OUT引脚到所述电阻R5到所述AD转换芯片U3的IN引脚；所述电容C6的一端接所述电阻R5的输入端，所述电容C6的另一端接地；所述电容C8的一端接所述电阻R5的输出端，所述电容C8的另一端接地。