一种太阳能供电式静电检测装置的制造方法
一种太阳能供电式静电检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于静电检测/监测领域，尤其涉及一种用于防爆区域或场所的、采用太阳能模式供电的静电检测/监测装置。
【背景技术】
[0002]在石油、天然气、粉粒仓储运输和装卸作业过程中，由于频繁地发生物料与管壁、容器壁之间以及物料粒子彼此之间的接触和再分离，将会呈现明显的静电“起电”过程。
[0003]带电的可燃性物料会随着静电的积聚，极易引发燃烧和爆炸。因此，及时准确地监测油气、颗粒静电量，就成为了静电研究和工业控制领域十分重要的课题。
[0004]现有的石油、天然气、粉粒仓储运输和装卸作业过程中使用的静电检测装置，其工作电源的来源均是取自于外部的220V或380V交流电源，为了给安装在现场的静电检测装置提供电源，都需要进行相应的配电线路的布置、施工。
[0005]对于新建项目，上述的布置、施工不成为问题，只要按照设计和相应规范进行施工即可，但是对于已有的仓储运输和装卸作业场所，有很多情况下，由于需加装静电检测装置的现场已经构成了防爆工作环境，基于成本和作业安全管理等方面的考虑，无法进行常规的管道开挖或管线敷设工作，特殊情况下甚至无法实施配电线路的布置施工，这就造成了目前在防爆作业现场安装、使用静电检测装置中普遍存在的“前期使用投入成本较高”，或“无法投入使用”的难题。
[0006]现有的各种太阳能供电装置已经非常普及了，但是由于现有的各种太阳能供电装置均未考虑在防爆区域或场所使用的要求，一是其不能满足相关国标中的防爆要求，再者其安全性和工作可靠性也无法满足防爆区域或场所的使用要求。
[0007]为此，在实际工作中，急需一种具有能够避免对静电检测装置供电所采取额外布置配电的供电形式，以适应在有防爆要求的仓储运输和装卸作业场所进行静电检测或监测的需要。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题是提供一种太阳能供电式静电检测装置，其通过对现有太阳能电源的改进，从而避免了对安装现场的配电线路的布置施工及其防爆安全处理，使现有的静电检测或监测装置能够完全满足和适应防爆场所的防爆要求。
[0009]本发明的技术方案是:提供一种太阳能供电式静电检测装置，包括静电检测装置和对其进行供电的电源，其特征是:
[0010]所述的电源包括太阳能电池板组和电池组，所述的太阳能电池板组由多块太阳能电池板组依次串联，构成第一级电源；
[0011]所述的太阳能电池板组或各个太阳能电池板组，采用钢化玻璃进行封装；
[0012]在所述太阳能电池板组的输出端，设置第一安全输出保护电路;所述的第一安全输出保护电路限制太阳能电池板组的整体输出电压小于或等于5.0V，限制太阳能电池板组的整体电流输出小于或等于380mA;
[0013]所述太阳能电池板组的正、负电极输出端与所述的第一安全输出保护电路用绝缘密封胶灌封为一体；
[0014]所述的电池组为镍氢防爆可充电电池组;所述的电池组设置在电池充放电隔爆箱内；每组所述电池组的自身对外输出电压小于5V，所述的电池组构成第二级电源；
[0015]所述第一安全输出保护电路的输出端通过第一阻燃带屏蔽导线对位于电池充放电隔爆箱内的镍氢防爆可充电电池组进行充电；
[0016]所述的镍氢防爆可充电电池组分为三组；
[0017]设置一个电池组安全防爆充电电路，对三组镍氢防爆可充电电池组分别对应进行充电；
[0018]设置一个电池组充电管理电路，对所述镍氢防爆可充电电池组的充、放电过程进行监控，并切换各电池组轮流对外供电，以确保镍氢防爆可充电电池组对静电检测装置的持续、稳定供电；
[0019]在所述镍氢防爆可充电电池组的输出端，设置第二安全输出保护电路，所述的第二安全输出保护电路限制所述电池组的对外输出电压小于5V，输出电流小于100mA;所述第二安全输出保护电路的输出端通过第二阻燃带屏蔽导线对所述的静电检测装置供电；
[0020]所述静电检测装置的静电传感器对料仓或管道内的物料粒子进行静电检测/监测，并传输检测/监测数据；
[0021]所述的太阳能供电式静电检测装置，通过在所述太阳能电池板组的输出端设置第一安全输出保护电路和在所述电池组的输出端设置第二安全输出保护电路的电路模块结构，来限制各级电源部分的对外整体电能输出；
[0022]所述的太阳能供电式静电检测装置，采用钢化玻璃封装太阳能电池板组的机械结构，来对太阳能电池板组进行有效保护，避免外部环境中的异物损坏太阳能板，亦可延缓太阳能板的老化，延长整个太阳能电池板组的有效工作寿命；
[0023]所述的太阳能供电式静电检测装置，通过设置三组可充电电池组的电路模块形式，结合电池组充电管理电路的控制，来保证对每组可充电电池组输出电能质量的监控，以确保整个太阳能电源的工作可靠性；
[0024]所述的太阳能供电式静电检测装置，采用所述的太阳能电池板组为静电检测装置提供电能，避免了在所述静电检测装置工作的场所采取额外布置配电的供电形式所带来的不利影响，适用于在有防爆要求的场所对料仓或管道内的物料粒子进行静电检测/监测。
[0025]具体的，所述的太阳能电池板组为单晶绒面硅片环氧树脂封装的太阳能电池板组。
[0026]具体的，所述的镍氢防爆可充电电池组共三组，每组镍氢防爆可充电电池组中并联设置有三块镍氢防爆可充电电池，每组电池组的整体输出电压为3.6V，整体电源容量为2400mAHo
[0027]具体的，所述的太阳能电池板组对三组电池组同时充电，其中的一个电池组通过第二安全输出保护电路对静电检测装置供电；当所述的电池组充电管理电路检测到此电池组的输出电压低于3V时，切断其对外电能输出，并切换至其它电池组，继续为所述的静电检测装置供电。
[0028]进一步的，所述的电池组安全防爆充电电路包括升压转换电路，带有防反向充电功能的充电电路、可充电电池组和配电开关电路;所述的升压转换电路包括升压转换集成电路U2、电容1C1?1C4、电阻1R1?1R2及电感L1;所述的带有防反向充电功能的充电电路包括二极管 1D01 ?1D02、3D01 ?3D02、5D01 ?5D02、1D1 ?1D3、3D1 ?3D3、5D1 ?M3、电阻 1R3 ?1R5、3R6?3R8、5R9?5R11;所述的配电开关电路包括开关集成电路K1?K3;
[0029]所述的二极管1D01?1D02、1D1?1D3、电阻1R3?1R5和开关集成电路K1，构成第一组电池组的电池组安全防爆充电电路;所述的二极管3D01?3D02、3D1?3D3、电阻3R6?3R8和开关集成电路K2，构成第二组电池组的电池组安全防爆充电电路;所述的二极管5D01?5D02、5D1?5D3、电阻5R9?5R11和开关集成电路K3，构成第三组电池组的电池组安全防爆充电电路；
[0030]其中，升压转换集成电路U2的第6管脚与+5V电源端连接，同时经电容1C1、1C2接地;升压转换集成电路U2的第2管脚接地，电感L1的两端分别与升压转换集成电路U2的第6管和第1管脚对应连接;升压转换集成电路U2的第5管脚构成升压转换电路的5V输出端;升压转换集成电路U2的第4管脚接地，电阻1R1的两端与升压转换集成电路U2的第4、第5管脚分别对应连接，电容1C2、1C4的一端与升压转换电路的5 V输出端连接，电容1C2、1C4的另一端接地；
[0031]在所述第一组电池组的电池组安全防爆充电电路中，二极管1D01的正极与升压转换电路的5V输出端连接，二极管1 DO 1的负极经电阻1R3与AD0端连接，二极管1D01的负极同时与第一块镍氢防爆可充电电池1BT1的正极连接;第一块镍氢防爆可充电电池1BT1的负极与第二块镍氢防爆可充电电池1BT2的正极连接，同时还经电阻1R4与AD1端连接;第二块镍氢防爆可充电电池1BT2的负极与第三块镍氢防爆可充电电池1BT3的正极连接，同时还经电阻1R5与AD2端连接;第三块镍氢防爆可充电电池1BT3的负极接地；
[0032]二极管ID 1的正、负极分别与第一块镍氢防爆可充电电池1BT1的正、负极对应连接，二极管1D2的正、负极分别与第二块镍氢防爆可充电电池1BT2的正、负极对应连接，二极管1D3的正、负极分别与第三块镍氢防爆可充电电池1BT3的正、负极对应连接；
[0033]二极管1D02的正极与二极管1D01的负极连接，二极管1D02的负极与开关集成电路K1的第3管脚连接；
[0034]开关集成电路K1的第4管脚与EN1端连接，第2管脚接地，第1、第5管脚与3.0V?5.0V端连接；
[0035]同样地，在所述第二、第三组电池组的电池组安全防爆充电电路中，二极管3D03/OT05的正极与升压转换电路的5V输出端连接，二极管3D03/5D05的负极分别经电阻3R6/5R9与AD5端/AD7端对应连接，二极管3D03/5D05的负极同时与第一块镍氢防爆可充电电池3B T1/5BT1的正极对应连接;第一块镍氢防爆可充电电池3BT1/5BT1的负极与第二块镍氢防爆可充电电池3BT2/5BT2的正极对应连接，同时还分别经电阻3R7/5R10与AD4端/AD8端对应连接；第二块镍氢防爆可充电电池3BT2/5BT2的负极分别与第三块镍氢防爆可充电电池3BT3/5BT3的正极对应连接，同时还分别经电阻3R8/5R11与AD3端/AD9端对应连接;第三块镍氢防爆可充电电池3BT3/5BT3的负极接地；
[0036]二极管3D1?3D3/5D1?5D3的正、负极分别与第二 /第三块镍氢防爆可充电电池3BT1/5BT1的正、负极对应连接；
[0037]二极管3D04/5D06的正极分别与二极管3D03/5D05的负极对应连接，二极管3D04/OT06的负极分别与开关集成电路K2/K3的第3管脚对应连接；
[0038]开关集成电路K2/K3的第4管脚分别与EN2/EN3端对应连接，第2管脚接地，第1、第5管脚与3.0V?5.0V端连接。
[0039]进一步的，所述的第一安全输出保护电路包括稳压二极管钳位电路和复合三极管限流电路;所述的第一安全输出保护电路由稳压二极管Z1?Z4，电阻R1?R6和三极管Q1?Q4构成;所述的稳压二极管钳位电路包括稳压二极管Z1?Z4，所述复合三极管限流电路包括三极管Q1?Q4和电阻R1?R6 ；
[0040]其中，稳压二极管Z1、Z2串联后构成第一稳压二极管组，Z3、Z4串联后构成第二稳压二极管组，第一稳压二极管组与第二稳压二极管组并联后，并接在所述太阳能电池板组的正、副极输出端；
[0041]三极管Q1的发射极与太阳能电池板组的正极输出端连接，太阳能电池板组的正极输出端经电阻R1与三极管Q1的基极和三极管Q2的发射极连接，三极管Q2的基极经电阻R2与三极管Q1的集电极连接，然后经电阻R3与太阳能电池板组的负极输出端连接；
[0042 ]三极管Q2的集电极与三极管Q3的发射极连接，三极管Q2的集电极经电阻R4与三极管Q3的基极和三极管Q4的发射极连接，三极管Q4的基极经电阻R5与三极管Q3的集电极连接，然后经电阻R6与太阳能电池板组的负极输出端连接；
[0043]三极管Q4的集电极构成第一安全输出保护电路的正极输出端，太阳能电池板组的负极输出端构成第一安全输出保护电路的负极输出端。
[0044]进一步的，在所述第一安全输出保护电路与太阳能电池板组的正极输出端之间，串接有保险丝或熔断器。
[0045]进一步的，所述的第二安全输出保护电路包括升压电路、稳压二极管钳位电路和复合三极管限流电路;所述的第二安全输出保护电路由升压集成电路U3、电容6C5?6C8、电感L2、稳压二极管6Z1、6Z2、电阻6R12?6R19、三极管6Q1?6Q4构成;所述的升压电路包括升压集成电路U3、电容6C5?6C8、电感L2、电阻6R12、6R13;所述的稳压二极管钳位电路包括稳压二极管6Z1、6Z2;所述的复合三极管限流电路包括三极管6Q1?6Q4、电阻6R14?6R19;
[0046]其中，电容6C5的一端与3?5V电源端和升压集成电路U3的第6管脚连接，升压集成电路U3的第6管脚与电容6C6的一端连接，电容6C5、6C6的另一端接地；
[0047]电感L2的两端分别与升压集成电路U3的第1管脚和第6管脚对应连接；
[0048]升压集成电路U3的第2管脚接地，第3管脚与3?5V电源端连接，第4管脚经电阻6R13接地，第5管脚构成升压电路+5V输出端；
[0049]电阻6R12并接在升压集成电路U3的第4、第5管脚之间，电容6C7和6C8的一端与升压电路+5V输出端连接，另一端接地；
[0050]稳压二极管6Z1、6Z2的负极端与升压电路+5V输出端连接，正极端接地；
[0051 ] 三极管6Q1的发射极与升压电路+5V输出端连接，升压电路+5V输出端经电阻6R14与三极管6Q1的基极和三极管6Q2的发射极连接，三极管6Q2的基极经电阻6R15与三极管6Q1的集电极连接，然后经电阻6R16接地；
[0052]三极管6Q2的集电极与三极管6Q3的发射极连接，三极管6Q2的集电极经电阻6R17与三极管6Q3的基极和三极管6Q4的发射极连接，三极管6Q4的基极经电阻6R18与三极管6Q3的集电极连接，然后经电阻6R19接地；
[0053]三极管6Q4的集电极构成第二安全输出保护电路的正极输出端，第二安全输出保护电路的负极输出端接地。
[0054]进一步的，所述的电池组充电管理电路包括集成电路U1、电容7C9?7C13、电阻7R20和电感L3;其中，集成电路U1的第1管脚与Ε0/Μ0端连接，第2管脚与E1/M1端连接，第3管脚与E2/SCK端连接，第4管脚与E3端连接，第5管脚与+5V端连接，并同时经并联的电容7C9、7C10接地，第10管脚经电容7C13接地，并同时经电阻7R20与+5V端连接，第15管脚经电容7C11接地，并同时经电感L3与+5V端连接，第17管脚经电容7C12接地，第6、第16管脚接地，第7、8、9管脚分别与AD8、AD7、AD9端对应连接，第12、13、14管脚分别与405^04)03端对应连接，第18、19、20管脚分别与AD2、AD1、AD0端对应连接。
[0055]与现有技术比较，本发明的优点是:
[0056]1.本技术方案采用钢化玻璃封装太阳能电池板组的机械结构，来对太阳能电池板组进行有效保护，避免外部环境中的异物损坏太阳能板，亦可延缓太阳能板的老化，延长整个太阳能电池板组的有效工作寿命；
[0057]2.本技术方案通过在所述太阳能电池板组的输出端设置第一安全输出保护电路和在所述电池组的输出端设置第二安全输出保护电路的电路模块结构，来限制各级电源部分的对外整体电能输出；
[0058]3.通过设置三组可充电电池组的电路模块形式，结合电池组充电管理电路的控制，来保证对每组可充电电池组输出电能质量的监控，以确保整个太阳能电源的工作可靠性；
[0059]4.所述的太阳能供电式静电检测装置，采用所述的太阳能电池板组为静电检测装置提供电能，避免了在所述静电检测装置工作的场所采取额外布置配电的供电形式所带来的不利影响，适用于在有防爆要求的场所对料仓或管道内的物料粒子进行静电检测/监测。
【附图说明】
[0060]图1是本发明的装置结构示意图；
[0061 ]图2是本发明第一安全输出保护电路的电路图；
[0062]图3是本发明太阳能电池板组的等效电路图；
[0063 ]图4是本发明电池组安全防爆充电电路的电路图；
[0064]图5是本发明电池组充电管理电路的电路图；
[0065]图6是本发明第一安全输出保护电路的电路图。
[0066]图中1为绝缘密封胶，2为第一阻燃带屏蔽导线，3为电池充放电隔爆箱，4为第二阻燃带屏蔽导线。
【具体实施方式】
[0067]下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
[0068]图1中，本技术方案提供了一种太阳能供电式静电检测装置，包括静电检测装置和对其进行供电的电源，其发明点在于:
[0069]所述的电源包括太阳能电池板组和电池组，所述的太阳能电池板组由多块太阳能电池板组依次串联，构成第一级电源；
[0070]对太阳能电池板组或各个太阳能电池板组，采用钢化玻璃进行封装；
[0071]在太阳能电池板组的输出端，设置第一安全输出保护电路;第一安全输出保护电路限制太阳能电池板组的整体输出电压小于或等于5.0V，限制太阳能电池板组的整体电流输出小于或等于380mA;
[0072]用绝缘密封胶1将太阳能电池板组的正、负电极输出端和第一安全输出保护电路灌封为一体；
[0073]电池组为镍氢防爆可充电电池组；电池组设置在电池充放电隔爆箱3内；每组电池组的自身对外输出电压小于5V，所述的电池组构成第二级电源；
[0074]第一安全输出保护电路的输出端通过第一阻燃带屏蔽导线2对位于电池充放电隔爆箱内的镍氢防爆可充电电池组进行充电；
[0075]设置一个电池组安全防爆充电电路，对上述镍氢防爆可充电电池组分别对应进行充电；
[0076]设置一个电池组充电管理电路，对上述镍氢防爆可充电电池组的充、放电过程进行监控，并切换各电池组轮流对外供电，以确保镍氢防爆可充电电池组对静电检测装置的持续、稳定供电；
[0077]在镍氢防爆可充电电池组的输出端，设置第二安全输出保护电路，所述的第二安全输出保护电路限制电池组的整体对外输出电压小于5V，整体输出电流小于100mA;第二安全输出保护电路的输出端通过第二阻燃带屏蔽导线4对所述的静电检测装置供电；
[0078]静电检测装置的静电传感器对料仓或管道内的物料粒子进行静电检测/监测，并传输检测/监测数据。
[0079]具体的，太阳能板采用钢化玻璃封装，太阳能 板的输出端连接第一安全输出保护电路，限制输出电压不大于5.0V，电流不大于380mA，太阳能板的输出端与第一安全输出保护电路用绝缘密封胶1灌封为一体；
[0080]蓄电池组为镍氢电池组，共三组，每组输出电压3.6V，容量2400mAH;蓄电池组被安置于隔爆箱内，此隔爆箱防爆标志为:ExdllB T6Gb0
[0081]第一安全输出保护电路的输出端通过第一阻燃带屏蔽导线给位于隔爆箱内的镍氢防爆电池组充电，电池组自身输出电压不得大于5V;
[0082]电池组充电管理电路负责对电池充放电过程进行监控，并切换各电池组轮流对外供电，确保持续稳定的对静电检测装置供电；
[0083]电池组的输出端接入第二安全输出保护电路，使其对外输出电压不大于5V，输出电流小于100mA。
[0084]第二安全输出保护电路的输出通过第二阻燃带屏蔽导线对静电检测装置供电。
[0085]静电传感器将对料仓/管道内的物料粒子进行静电检测/监测，并传输检测/监测数据。
[0086]图2中，太阳能电池板组由多块太阳能电池板组依次串联，构成第一级电源。在太阳能电池板组的输出端，设置第一安全输出保护电路;第一安全输出保护电路限制太阳能电池板组的整体输出电压和整体输出电流。
[0087]第一安全输出保护电路包括稳压二极管钳位电路和复合三极管限流电路。
[0088]第一安全输出保护电路由稳压二极管Z1?Z4，电阻R1?R6和三极管Q1?Q4构成；稳压二极管钳位电路包括稳压二极管Z1?Z4，复合三极管限流电路包括三极管Q1?Q4和电阻R1?R6。
[0089]其中，稳压二极管Z1、Z2串联后构成第一稳压二极管组，Z3、Z4串联后构成第二稳压二极管组，第一稳压二极管组与第二稳压二极管组并联后，并接在太阳能电池板组的正、副极输出端。
[0090]三极管Q1的发射极与太阳能电池板组的正极输出端连接，太阳能电池板组的正极输出端经电阻R1与三极管Q1的基极和三极管Q2的发射极连接，三极管Q2的基极经电阻R2与三极管Q1的集电极连接，然后经电阻R3与太阳能电池板组的负极输出端连接；
[0091]三极管Q2的集电极与三极管Q3的发射极连接，三极管Q2的集电极经电阻R4与三极管Q3的基极和三极管Q4的发射极连接，三极管Q4的基极经电阻R5与三极管Q3的集电极连接，然后经电阻R6与太阳能电池板组的负极输出端连接；
[0092]三极管Q4的集电极构成第一安全输出保护电路的正极输出端，太阳能电池板组的负极输出端构成第一安全输出保护电路的负极输出端。
[0093]上述的第一安全输出保护电路为太阳能板提供安全输出保证。
[0094]第一安全输出保护电路的限流保护工作原理:
[0095]限流大小〗=u*l.7/Rl(R4)，1]为三极管的开启电压。
[0096]1)、当输入电流Iim小于限流I时。电阻R1(R4)上的压降小于三极管Q1(Q3)的开启电压Von。此时Q1(Q3)处于截止状态。电阻R1(R4)上的压降大于三极管Q2(Q4)的开启电压Von。此时Q2(Q4)处于了导通状态。电流小于I时，R2\R3(R5\R6)限制基极电流，防止击穿。使电路正常工作。
[0097]2)、当输入电流Iim大于限流I时。电阻R1(R4)上的压降大于三极管Q1(Q3)的开启电压Von。此时Q1(Q3)处于导通状态。电阻R1(R4)上的压降小于三极管Q2(Q4)的开启电压Von。此时Q2(Q4)处于了截止状态。电流大于I时，R2\R3(R5\R6)使得Q2(Q4)基极电压反偏，使Q2(Q4)截止。断开电路，使电路处于保护状态。
[0098]限流在35011^，三极管开启电压0.7￥，1?1(1?4)=0.7科1.7/0.35六=3.6欧姆。
[0099]由图可知，在所述第一安全输出保护电路与太阳能电池板组的正极输出端之间，串接有保险丝或熔断器。
[0100]图3中，太阳能电池板组由多块太阳能电池板组依次串联，构成第一级电源。本发明的技术方案，采用单晶绒面硅片环氧树脂封装的太阳能电池板为蓄电池组充电。
[0101]采用钢化玻璃封装太阳能电池板，可对太阳能板进行有效保护，避免外部环境中的异物损坏太阳能板，亦可延缓太阳能板的老化。
[0102]图4中，本技术方案的电池组安全防爆充电电路包括升压转换电路，带有防反向充电功能的充电电路、可充电电池组和配电开关电路；
[0103]所述的升压转换电路包括升压转换集成电路U2、电容1C1?1C4、电阻1R1?1R2及电感L1;所述的带有防反向充电功能的充电电路包括二极管1D01?1D02、3D01?3D02、5D01?5D02、1D1 ?1D3、3D1 ?3D3、5D1 ??3、电阻 1R3 ?1R5、3R6 ?3R8、5R9 ?5R11;所述的配电开关电路包括开关集成电路K1?K3;
[0104]所述的二极管1D01?1D02、1D1?1D3、电阻1R3?1R5和开关集成电路K1，构成第一组电池组的电池组安全防爆充电电路；
[0105]所述的二极管3D01?3D02、3D1?3D3、电阻3R6?3R8和开关集成电路K2，构成第二组电池组的电池组安全防爆充电电路；
[0106]所述的二极管5D01?5D02、5D1?5D3、电阻5R9?5R11和开关集成电路K3，构成第三组电池组的电池组安全防爆充电电路；
[0107]其中，升压转换集成电路U2的第6管脚与+5V电源端连接，同时经电容1C1、1C2接地;升压转换集成电路U2的第2管脚接地，电感L1的两端分别与升压转换集成电路U2的第6管和第1管脚对应连接;升压转换集成电路U2的第5管脚构成升压转换电路的5V输出端;升压转换集成电路U2的第4管脚接地，电阻1R1的两端与升压转换集成电路U2的第4、第5管脚分别对应连接，电容1C2、1C4的一端与升压转换电路的5 V输出端连接，电容1C2、1C4的另一端接地；
[0108]在所述第一组电池组的电池组安全防爆充电电路中，二极管1D01的正极与升压转换电路的5V输出端连接，二极管1 DO 1的负极经电阻1R3与AD0端连接，二极管1D01的负极同时与第一块镍氢防爆可充电电池1BT1的正极连接;第一块镍氢防爆可充电电池1BT1的负极与第二块镍氢防爆可充电电池1BT2的正极连接，同时还经电阻1R4与AD1端连接;第二块镍氢防爆可充电电池1BT2的负极与第三块镍氢防爆可充电电池1BT3的正极连接，同时还经电阻1R5与AD2端连接;第三块镍氢防爆可充电电池1BT3的负极接地；
[0109]二极管ID 1的正、负极分别与第一块镍氢防爆可充电电池1 BT 1的正、负极对应连接，二极管1D2的正、负极分别与第二块镍氢防爆可充电电池1BT2的正、负极对应连接，二极管1D3的正、负极分别与第三块镍氢防爆可充电电池1BT3的正、负极对应连接；
[0110]二极管1D02的正极与二极管1D01的负极连接，二极管1D02的负极与开关集成电路K1的第3管脚连接；
[0111]开关集成电路K1的第4管脚与EN1端连接，第2管脚接地，第1、第5管脚与3.0V?5.0V端连接；
[0112]同样地，在所述第二、第三组电池组的电池组安全防爆充电电路中，二极管3D03/OT05的正极与升压转换电路的5V输出端连接，二极管3D03/5D05的负极分别经电阻3R6/5R9与AD5端/AD7端对应连接，二极管3D03/5D05的负极同时与第一块镍氢防爆可充电电池3BT1/5BT1的正极对应连接;第一块镍氢防爆可充电电池3BT1/5BT1的负极与第二块镍氢防爆可充电电池3BT2/5BT2的正极对应连接，同时还分别经电阻3R7/5R10与AD4端/AD8端对应连接；第二块镍氢防爆可充电电池3BT2/5BT2的负极分别与第三块镍氢防爆可充电电池3BT3/5BT3的正极对应连接，同时还分别经电阻3R8/5R11与AD3端/AD9端对应连接;第三块镍氢防爆可充电电池3BT3/5BT3的负极接地；
[0113]二极管3D1?3D3/5D1?5D3的正、负极分别与第二 /第三块镍氢防爆可充电电池3BT1/5BT1的正、负极对应连接；
[0114]二极管3D04/5D06的正极分别与二极管3D03/5D05的负极对应连接，二极管3D04/OT06的负极分别与开关集成电路K2/K3的第3管脚对应连接；
[0115]开关集成电路K2/K3的第4管脚分别与EN2/EN3端对应连接，第2管脚接地，第1、第5管脚与3.0V?5.0V端连接。
[0116]综上，本技术方案采用集成电路TLV61220作为升压转换器，确保太阳能板对电池组的充电电压为5V;整流二极管防止对电池反向充电；RT9701CB配电开关的作用是当电池组输出电压小于3.0V时，关断其对外输出。
[0117]图5中，本技术方案的电池组充电管理电路包括集成电路U1、电容7C9?7C1 3、电阻7R20和电感L3;其中，集成电路U1的第1管脚与Ε0/Μ0端连接，第2管脚与E1/M1端连接，第3管脚与E2/SCK端连接，第4管脚与E3端连接，第5管脚与+5V端连接，并同时经并联的电容7C9、7C10接地，第10管脚经电容7C13接地，并同时经电阻7R20与+5V端连接，第15管脚经电容7C11接地，并同时经电感L3与+5V端连接，第17管脚经电容7C12接地，第6、第16管脚接地，第
7、8、9管脚分别与AD8、AD7、AD9端对应连接，第12、13、14管脚分别与405^04)03端对应连接，第18、19、20管脚分别与AD2、AD1、AD0端对应连接。
[0118]本技术方案中，太阳能电池板对3个电池组同时充电，其中一个电池组通过安全输出保护电路对静电检测装置供电；当电池组充电管理电路检测到此供电电池组输出电压低于3V时，切断其对外输出，并切换其它电池组为静电检测装置继续供电。
[0119]图6中，本技术方案的第二安全输出保护电路包括升压电路、稳压二极管钳位电路和复合三极管限流电路;所述的第二安全输出保护电路由升压集成电路U3、电容6C5?6C8、电感L2、稳压二极管6Z1、6Z2、电阻6R12?6R19、三极管6Q1?6Q4构成；
[0120]所述的升压电路包括升压集成电路U3、电容6C5?6C8、电感L2、电阻6R12、6R13;
[0121]所述的稳压二极管钳位电路包括稳压二极管6Z1、6Z2;
[0122]所述的复合三极管限流电路包括三极管6Q1?6Q4、电阻6R14?6R19;
[0123]其中，电容6C5的一端与3?5V电源端和升压集成电路U3的第6管脚连接，升压集成电路U3的第6管脚与电容6C6的一端连接，电容6C5、6C6的另一端接地；
[0124]电感L2的两端分别与升压集成电路U3的第1管脚和第6管脚对应连接；
[0125]升压集成电路U3的第2管脚接地，第3管脚与3?5V电源端连接，第4管脚经电阻6R13接地，第5管脚构成升压电路+5V输出端；
[0126]电阻6R12并接在升压集成电路U3的第4、第5管脚之间，电容6C7和6C8的一端与升压电路+5V输出端连接，另一端接地；
[0127]稳压二极管6Z1、6Z2的负极端与升压电路+5V输出端连接，正极端接地；
[0128]三极管6Q1的发射极与升压电路+5V输出端连接，升压电路+5V输出端经电阻6R14与三极管6Q1的基极和三极管6Q2的发射极连接，三极管6Q2的基极经电阻6R15与三极管6Q1的集电极连接，然后经电阻6R16接地；
[0129]三极管6Q2的集电极与三极管6Q3的发射极连接，三极管6Q2的集电极经电阻6R17与三极管6Q3的基极和三极管6Q4的发射极连接，三极管6Q4的基极经电阻6R18与三极管6Q3的集电极连接，然后经电阻6R19接地；
[0130]三极管6Q4的集电极构成第二安全输出保护电路的正极输出端，第二安全输出保护电路的负极输出端接地。
[0131]第二安全输出保护电路为充电电池组提供安全输出保证，其采用集成电路TLV61220为升压转换器，将电池组输出3.6V转换为5.0V，使静电检测装置正常工作。
[0132]第二安全输出保护电路限流保护的电路原理:
[0133]限流大小I=U*1.7/R14(R17)，U为三极管的开启电压。
[0134]1)、当输入电流Iim小于限流I时。电阻R14(R17)上的压降小于三极管Q1(Q3)的开启电压Von。此时Q1(Q3)处于截止状态。电阻R14(R17)上的压降大于三极管Q2(Q4)的开启电压Von。此时Q2(Q4)处于了导通状态。电流小于I时，R15\R16(R18\R19)限制基极电流，防止击穿。使电路正常工作。
[0135]2)、当输入电流Iim大于限流I时。电阻R14(R17)上的压降大于三极管Q1(Q3)的开启电压Von。此时Q1(Q3)处于导通状态。电阻R14(R17)上的压降小于三极管Q2(Q4)的开启电压Von。此时Q2(Q4)处于了截止状态。电流大于I时，R15\R16(R18\R19)使得Q2(Q4)基极电压反偏，使Q2(Q4)截止。断开电路，使电路处于保护状态。
[0136]限流在100mA，三极管开启电压 0.7V，R14(R17)=0.7V*1.7/(hlA=12 欧姆。
[0137]由于本技术方案采用钢化玻璃封装太阳能电池板组的机械结构，可避免外部环境中的异物损坏太阳能板，延长整个太阳能电池板组的有效工作寿命;其通过设置第一、第二安全输出保护电路的电路模块结构，来限制各级电源部分的对外整体电能输出，以适应防爆场所的特殊要求;本技术方案通过设置三组可充电电池组的电路模块形式，结合电池组充电管理电路的控制，以保证对每组可充电电池组输出电能质量的监控，以确保整个太阳能电源的工作可靠性;本技术方案所提供的太阳能供电式静电检测装置，采用太阳能电池板组为静电检测装置提供电能，避免了在静电检测装置工作的场所采取额外布置配电的供电形式所带来的不利影响，特别适用于在有防爆要求的场所对料仓或管道内的物料粒子进行静电检测/监测。
[0138]本发明可广泛用于具有防爆功能的静电检测/监测装置的设计和制造领域。
【主权项】
1.一种太阳能供电式静电检测装置，包括静电检测装置和对其进行供电的电源，其特征是: 所述的电源包括太阳能电池板组和电池组，所述的太阳能电池板组由多块太阳能电池板组依次串联，构成第一级电源； 所述的太阳能电池板组或各个太阳能电池板组，采用钢化玻璃进行封装； 在所述太阳能电池板组的输出端，设置第一安全输出保护电路； 所述的第一安全输出保护电路限制太阳能电池板组的整体输出电压小于或等于5.0V，限制太阳能电池板组的整体电流输出小于或等于380mA; 所述太阳能电池板组的正、负电极输出端与所述的第一安全输出保护电路用绝缘密封胶灌封为一体； 所述的电池组为镍氢防爆可充电电池组;所述的电池组设置在电池充放电隔爆箱内；每组所述电池组的自身对外输出电压小于5V，所述的电池组构成第二级电源； 所述第一安全输出保护电路的输出端通过第一阻燃带屏蔽导线对位于电池充放电隔爆箱内的镍氢防爆可充电电池组进行充电； 所述的镍氢防爆可充电电池组分为三组； 设置一个电池组安全防爆充电电路，对三组镍氢防爆可充电电池组分别对应进行充电； 设置一个电池组充电管理电路，对所述镍氢防爆可充电电池组的充、放电过程进行监控，并切换各电池组轮流对外供电，以确保镍氢防爆可充电电池组对静电检测装置的持续、稳定供电； 在所述镍氢防爆可充电电池组的输出端，设置第二安全输出保护电路，所述的第二安全输出保护电路限制所述电池组的对外输出电压小于5V，输出电流小于100mA; 所述第二安全输出保护电路的输出端通过第二阻燃带屏蔽导线对所述的静电检测装置供电； 所述静电检测装置的静电传感器对料仓或管道内的物料粒子进行静电检测/监测，并传输检测/监测数据； 所述的太阳能供电式静电检测装置，通过在所述太阳能电池板组的输出端设置第一安全输出保护电路和在所述电池组的输出端设置第二安全输出保护电路的电路模块结构，来限制各级电源部分的对外整体电能输出； 所述的太阳能供电式静电检测装置，采用钢化玻璃封装太阳能电池板组的机械结构，来对太阳能电池板组进行有效保护，避免外部环境中的异物损坏太阳能板，亦可延缓太阳能板的老化，延长整个太阳能电池板组的有效工作寿命； 所述的太阳能供电式静电检测装置，通过设置三组可充电电池组的电路模块形式，结合电池组充电管理电路的控制，来保证对每组可充电电池组输出电能质量的监控，以确保整个太阳能电源的工作可靠性； 所述的太阳能供电式静电检测装置，采用所述的太阳能电池板组为静电检测装置提供电能，避免了在所述静电检测装置工作的场所采取额外布置配电的供电形式所带来的不利影响，适用于在有防爆要求的场所对料仓或管道内的物料粒子进行静电检测/监测。2.按照权利要求1所述的太阳能供电式静电检测装置，其特征是所述的太阳能电池板组为单晶绒面硅片环氧树脂封装的太阳能电池板组。3.按照权利要求1所述的太阳能供电式静电检测装置，其特征是所述的镍氢防爆可充电电池组共三组，每组镍氢防爆可充电电池组中并联设置有三块镍氢防爆可充电电池，每组电池组的整体输出电压为3.6V，整体电源容量为2400mAH。4.按照权利要求3所述的太阳能供电式静电检测装置，其特征是所述的太阳能电池板组对三组电池组同时充电，其中的一个电池组通过第二安全输出保护电路对静电检测装置供电；当所述的电池组充电管理电路检测到此电池组的输出电压低于3V时，切断其对外电能输出，并切换至其它电池组，继续为所述的静电检测装置供电。5.按照权利要求1所述的太阳能供电式静电检测装置，其特征是所述的电池组安全防爆充电电路包括升压转换电路，带有防反向充电功能的充电电路、可充电电池组和配电开关电路； 所述的升压转换电路包括升压转换集成电路U2、电容1C1?1C4、电阻1R1?1R2及电感L1;所述的带有防反向充 电功能的充电电路包括二极管1D01?1D02、3D01?3D02、5D01?.5002、101?103、301?303、501?503、电阻11?3?11?5、31?6?31?8、51?9?51?11;所述的配电开关电路包括开关集成电路K1?K3; 所述的二极管1D01?1D02、1D1?1D3、电阻1R3?1R5和开关集成电路K1，构成第一组电池组的电池组安全防爆充电电路； 所述的二极管3D01?3D02、3D1?3D3、电阻3R6?3R8和开关集成电路K2，构成第二组电池组的电池组安全防爆充电电路； 所述的二极管5D01?5D02、5D1?5D3、电阻5R9?5R11和开关集成电路K3，构成第三组电池组的电池组安全防爆充电电路； 其中，升压转换集成电路U2的第6管脚与+5V电源端连接，同时经电容1C1、1C2接地;升压转换集成电路U2的第2管脚接地，电感L1的两端分别与升压转换集成电路U2的第6管和第.1管脚对应连接;升压转换集成电路U2的第5管脚构成升压转换电路的5V输出端;升压转换集成电路U2的第4管脚接地，电阻1R1的两端与升压转换集成电路U2的第4、第5管脚分别对应连接，电容1C2、1C4的一端与升压转换电路的5V输出端连接，电容1C2、1C4的另一端接地；在所述第一组电池组的电池组安全防爆充电电路中，二极管1D01的正极与升压转换电路的5V输出端连接，二极管1D01的负极经电阻1R3与ADO端连接，二极管1D01的负极同时与第一块镍氢防爆可充电电池1BT1的正极连接;第一块镍氢防爆可充电电池1BT1的负极与第二块镍氢防爆可充电电池1BT2的正极连接，同时还经电阻1R4与AD1端连接;第二块镍氢防爆可充电电池1BT2的负极与第三块镍氢防爆可充电电池1BT3的正极连接，同时还经电阻.1R5与AD2端连接;第三块镍氢防爆可充电电池1BT3的负极接地； 二极管1D1的正、负极分别与第一块镍氢防爆可充电电池1BT1的正、负极对应连接，二极管1D2的正、负极分别与第二块镍氢防爆可充电电池1BT2的正、负极对应连接，二极管1D3的正、负极分别与第三块镍氢防爆可充电电池1BT3的正、负极对应连接； 二极管1D02的正极与二极管1D01的负极连接，二极管1D02的负极与开关集成电路K1的第3管脚连接； 开关集成电路K1的第4管脚与EN1端连接，第2管脚接地，第1、第5管脚与3.0V?5.0V端连接； 同样地，在所述第二、第三组电池组的电池组安全防爆充电电路中，二极管3D03/5D05的正极与升压转换电路的5V输出端连接，二极管3D03/5D05的负极分别经电阻3R6/5R9与AD5端/AD7端对应连接，二极管3D03/5D05的负极同时与第一块镍氢防爆可充电电池3BT1/.5BT1的正极对应连接;第一块镍氢防爆可充电电池3BT1/5BT1的负极与第二块镍氢防爆可充电电池3BT2/5BT2的正极对应连接，同时还分别经电阻3R7/5R10与AD4端/AD8端对应连接;第二块镍氢防爆可充电电池3BT2/5BT2的负极分别与第三块镍氢防爆可充电电池3BT3/.5BT3的正极对应连接，同时还分别经电阻3R8/5R11与AD3端/AD9端对应连接;第三块镍氢防爆可充电电池3BT3/5BT3的负极接地； 二极管3D1?3D3/5D1?5D3的正、负极分别与第二 /第三块镍氢防爆可充电电池3BT1/.5BT1的正、负极对应连接； 二极管3D04/5D06的正极分别与二极管3D03/5D05的负极对应连接，二极管3D04/5D06的负极分别与开关集成电路K2/K3的第3管脚对应连接； 开关集成电路K2/K3的第4管脚分别与EN2/EN3端对应连接，第2管脚接地，第1、第5管脚与3.0V?5.0V端连接。6.按照权利要求1所述的太阳能供电式静电检测装置，其特征是所述的第一安全输出保护电路包括稳压二极管钳位电路和复合三极管限流电路;所述的第一安全输出保护电路由稳压二极管Z1?Z4，电阻R1?R6和三极管Q1?Q4构成； 所述的稳压二极管钳位电路包括稳压二极管Z1?Z4，所述复合三极管限流电路包括三极管Q1?Q4和电阻R1?R6 ； 其中，稳压二极管Z1、Z2串联后构成第一稳压二极管组，Z3、Z4串联后构成第二稳压二极管组，第一稳压二极管组与第二稳压二极管组并联后，并接在所述太阳能电池板组的正、副极输出端； 三极管Q1的发射极与太阳能电池板组的正极输出端连接，太阳能电池板组的正极输出端经电阻R1与三极管Q1的基极和三极管Q2的发射极连接，三极管Q2的基极经电阻R2与三极管Q1的集电极连接，然后经电阻R3与太阳能电池板组的负极输出端连接； 三极管Q2的集电极与三极管Q3的发射极连接，三极管Q2的集电极经电阻R4与三极管Q3的基极和三极管Q4的发射极连接，三极管Q4的基极经电阻R5与三极管Q3的集电极连接，然后经电阻R6与太阳能电池板组的负极输出端连接； 三极管Q4的集电极构成第一安全输出保护电路的正极输出端，太阳能电池板组的负极输出端构成第一安全输出保护电路的负极输出端。7.按照权利要求6所述的太阳能供电式静电检测装置，其特征是在所述第一安全输出保护电路与太阳能电池板组的正极输出端之间，串接有保险丝或熔断器。8.按照权利要求1所述的太阳能供电式静电检测装置，其特征是所述的第二安全输出保护电路包括升压电路、稳压二极管钳位电路和复合三极管限流电路;所述的第二安全输出保护电路由升压集成电路U3、电容6C5?6C8、电感L2、稳压二极管6Z1、6Z2、电阻6R12?.6R19、三极管6Q1?6Q4构成； 所述的升压电路包括升压集成电路U3、电容6C5?6C8、电感L2、电阻6R12、6R13; 所述的稳压二极管钳位电路包括稳压二极管6Z1、6Z2; 所述的复合三极管限流电路包括三极管6Q1?6Q4、电阻6R14?6R19; 其中，电容6C5的一端与3?5V电源端和升压集成电路U3的第6管脚连接，升压集成电路U3的第6管脚与电容6C6的一端连接，电容6C5、6C6的另一端接地； 电感L2的两端分别与升压集成电路U3的第1管脚和第6管脚对应连接； 升压集成电路U3的第2管脚接地，第3管脚与3?5V电源端连接，第4管脚经电阻6R13接地，第5管脚构成升压电路+5V输出端； 电阻6R12并接在升压集成电路U3的第4、第5管脚之间，电容6C7和6C8的一端与升压电路+5V输出端连接，另一端接地； 稳压二极管6Z1、6Z2的负极端与升压电路+5V输出端连接，正极端接地； 三极管6Q1的发射极与升压电路+5V输出端连接，升压电路+5V输出端经电阻6R14与三极管6Q1的基极和三极管6Q2的发射极连接，三极管6Q2的基极经电阻6R15与三极管6Q1的集电极连接，然后经电阻6R16接地； 三极管6Q2的集电极与三极管6Q3的发射极连接，三极管6Q2的集电极经电阻6R17与三极管6Q3的基极和三极管6Q4的发射极连接，三极管6Q4的基极经电阻6R18与三极管6Q3的集电极连接，然后经电阻6R19接地； 三极管6 Q 4的集电极构成第二安全输出保护电路的正极输出端，第二安全输出保护电路的负极输出端接地。9.按照权利要求1所述的太阳能供电式静电检测装置，其特征是所述的电池组充电管理电路包括集成电路U1、电容7C9?7C13、电阻7R20和电感L3;其中，集成电路U1的第1管脚与EO/MO端连接，第2管脚与E1/M1端连接，第3管脚与E2/SCK端连接，第4管脚与E3端连接，第.5管脚与+5V端连接，并同时经并联的电容7C9、7C10接地，第10管脚经电容7C13接地，并同时经电阻7R20与+5V端连接，第15管脚经电容7C11接地，并同时经电感L3与+5V端连接，第17管脚经电容7C12接地，第6、第16管脚接地，第7、8、9管脚分别与AD8、AD7、AD9端对应连接，第.12、13、14管脚分别与405^04^03端对应连接，第18、19、20管脚分别与402^01^00端对应连接。
【专利摘要】一种太阳能供电式静电检测装置，属静电检测/监测领域。包括对静电检测装置进行供电的电源，其所述的电源包括太阳能电池板组和电池组，所述的太阳能电池板组由多块太阳能电池板组依次串联构成第一级电源；在太阳能电池板组的输出端设置第一安全输出保护电路；所述的电池组设置在电池充放电隔爆箱内，构成第二级电源；在电池组的输出端设置第二安全输出保护电路。本技术方案采用太阳能电池板组为静电检测装置提供电能，通过第一和第二安全输出保护电路来限制各级电源部分的对外整体电能输出，避免了在静电检测装置工作的场所采取额外布置配电的供电形式所带来的不利影响，适用于在有防爆要求的场所对料仓或管道内的物料粒子进行静电检测/监测。
【IPC分类】H02J7/00, H02J7/35, H02S10/20, H02H3/087
【公开号】CN105490621
【申请号】CN201511024582
【发明人】孙卫星, 杨庆瑞, 李鹏, 沈安如
【申请人】上海安平静电科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月30日
【技术领域】
[0001]本发明属于静电检测/监测领域，尤其涉及一种用于防爆区域或场所的、采用太阳能模式供电的静电检测/监测装置。
【背景技术】
[0002]在石油、天然气、粉粒仓储运输和装卸作业过程中，由于频繁地发生物料与管壁、容器壁之间以及物料粒子彼此之间的接触和再分离，将会呈现明显的静电“起电”过程。
[0003]带电的可燃性物料会随着静电的积聚，极易引发燃烧和爆炸。因此，及时准确地监测油气、颗粒静电量，就成为了静电研究和工业控制领域十分重要的课题。
[0004]现有的石油、天然气、粉粒仓储运输和装卸作业过程中使用的静电检测装置，其工作电源的来源均是取自于外部的220V或380V交流电源，为了给安装在现场的静电检测装置提供电源，都需要进行相应的配电线路的布置、施工。
[0005]对于新建项目，上述的布置、施工不成为问题，只要按照设计和相应规范进行施工即可，但是对于已有的仓储运输和装卸作业场所，有很多情况下，由于需加装静电检测装置的现场已经构成了防爆工作环境，基于成本和作业安全管理等方面的考虑，无法进行常规的管道开挖或管线敷设工作，特殊情况下甚至无法实施配电线路的布置施工，这就造成了目前在防爆作业现场安装、使用静电检测装置中普遍存在的“前期使用投入成本较高”，或“无法投入使用”的难题。
[0006]现有的各种太阳能供电装置已经非常普及了，但是由于现有的各种太阳能供电装置均未考虑在防爆区域或场所使用的要求，一是其不能满足相关国标中的防爆要求，再者其安全性和工作可靠性也无法满足防爆区域或场所的使用要求。
[0007]为此，在实际工作中，急需一种具有能够避免对静电检测装置供电所采取额外布置配电的供电形式，以适应在有防爆要求的仓储运输和装卸作业场所进行静电检测或监测的需要。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题是提供一种太阳能供电式静电检测装置，其通过对现有太阳能电源的改进，从而避免了对安装现场的配电线路的布置施工及其防爆安全处理，使现有的静电检测或监测装置能够完全满足和适应防爆场所的防爆要求。
[0009]本发明的技术方案是:提供一种太阳能供电式静电检测装置，包括静电检测装置和对其进行供电的电源，其特征是:
[0010]所述的电源包括太阳能电池板组和电池组，所述的太阳能电池板组由多块太阳能电池板组依次串联，构成第一级电源；
[0011]所述的太阳能电池板组或各个太阳能电池板组，采用钢化玻璃进行封装；
[0012]在所述太阳能电池板组的输出端，设置第一安全输出保护电路;所述的第一安全输出保护电路限制太阳能电池板组的整体输出电压小于或等于5.0V，限制太阳能电池板组的整体电流输出小于或等于380mA;
[0013]所述太阳能电池板组的正、负电极输出端与所述的第一安全输出保护电路用绝缘密封胶灌封为一体；
[0014]所述的电池组为镍氢防爆可充电电池组;所述的电池组设置在电池充放电隔爆箱内；每组所述电池组的自身对外输出电压小于5V，所述的电池组构成第二级电源；
[0015]所述第一安全输出保护电路的输出端通过第一阻燃带屏蔽导线对位于电池充放电隔爆箱内的镍氢防爆可充电电池组进行充电；
[0016]所述的镍氢防爆可充电电池组分为三组；
[0017]设置一个电池组安全防爆充电电路，对三组镍氢防爆可充电电池组分别对应进行充电；
[0018]设置一个电池组充电管理电路，对所述镍氢防爆可充电电池组的充、放电过程进行监控，并切换各电池组轮流对外供电，以确保镍氢防爆可充电电池组对静电检测装置的持续、稳定供电；
[0019]在所述镍氢防爆可充电电池组的输出端，设置第二安全输出保护电路，所述的第二安全输出保护电路限制所述电池组的对外输出电压小于5V，输出电流小于100mA;所述第二安全输出保护电路的输出端通过第二阻燃带屏蔽导线对所述的静电检测装置供电；
[0020]所述静电检测装置的静电传感器对料仓或管道内的物料粒子进行静电检测/监测，并传输检测/监测数据；
[0021]所述的太阳能供电式静电检测装置，通过在所述太阳能电池板组的输出端设置第一安全输出保护电路和在所述电池组的输出端设置第二安全输出保护电路的电路模块结构，来限制各级电源部分的对外整体电能输出；
[0022]所述的太阳能供电式静电检测装置，采用钢化玻璃封装太阳能电池板组的机械结构，来对太阳能电池板组进行有效保护，避免外部环境中的异物损坏太阳能板，亦可延缓太阳能板的老化，延长整个太阳能电池板组的有效工作寿命；
[0023]所述的太阳能供电式静电检测装置，通过设置三组可充电电池组的电路模块形式，结合电池组充电管理电路的控制，来保证对每组可充电电池组输出电能质量的监控，以确保整个太阳能电源的工作可靠性；
[0024]所述的太阳能供电式静电检测装置，采用所述的太阳能电池板组为静电检测装置提供电能，避免了在所述静电检测装置工作的场所采取额外布置配电的供电形式所带来的不利影响，适用于在有防爆要求的场所对料仓或管道内的物料粒子进行静电检测/监测。
[0025]具体的，所述的太阳能电池板组为单晶绒面硅片环氧树脂封装的太阳能电池板组。
[0026]具体的，所述的镍氢防爆可充电电池组共三组，每组镍氢防爆可充电电池组中并联设置有三块镍氢防爆可充电电池，每组电池组的整体输出电压为3.6V，整体电源容量为2400mAHo
[0027]具体的，所述的太阳能电池板组对三组电池组同时充电，其中的一个电池组通过第二安全输出保护电路对静电检测装置供电；当所述的电池组充电管理电路检测到此电池组的输出电压低于3V时，切断其对外电能输出，并切换至其它电池组，继续为所述的静电检测装置供电。
[0028]进一步的，所述的电池组安全防爆充电电路包括升压转换电路，带有防反向充电功能的充电电路、可充电电池组和配电开关电路;所述的升压转换电路包括升压转换集成电路U2、电容1C1?1C4、电阻1R1?1R2及电感L1;所述的带有防反向充电功能的充电电路包括二极管 1D01 ?1D02、3D01 ?3D02、5D01 ?5D02、1D1 ?1D3、3D1 ?3D3、5D1 ?M3、电阻 1R3 ?1R5、3R6?3R8、5R9?5R11;所述的配电开关电路包括开关集成电路K1?K3;
[0029]所述的二极管1D01?1D02、1D1?1D3、电阻1R3?1R5和开关集成电路K1，构成第一组电池组的电池组安全防爆充电电路;所述的二极管3D01?3D02、3D1?3D3、电阻3R6?3R8和开关集成电路K2，构成第二组电池组的电池组安全防爆充电电路;所述的二极管5D01?5D02、5D1?5D3、电阻5R9?5R11和开关集成电路K3，构成第三组电池组的电池组安全防爆充电电路；
[0030]其中，升压转换集成电路U2的第6管脚与+5V电源端连接，同时经电容1C1、1C2接地;升压转换集成电路U2的第2管脚接地，电感L1的两端分别与升压转换集成电路U2的第6管和第1管脚对应连接;升压转换集成电路U2的第5管脚构成升压转换电路的5V输出端;升压转换集成电路U2的第4管脚接地，电阻1R1的两端与升压转换集成电路U2的第4、第5管脚分别对应连接，电容1C2、1C4的一端与升压转换电路的5 V输出端连接，电容1C2、1C4的另一端接地；
[0031]在所述第一组电池组的电池组安全防爆充电电路中，二极管1D01的正极与升压转换电路的5V输出端连接，二极管1 DO 1的负极经电阻1R3与AD0端连接，二极管1D01的负极同时与第一块镍氢防爆可充电电池1BT1的正极连接;第一块镍氢防爆可充电电池1BT1的负极与第二块镍氢防爆可充电电池1BT2的正极连接，同时还经电阻1R4与AD1端连接;第二块镍氢防爆可充电电池1BT2的负极与第三块镍氢防爆可充电电池1BT3的正极连接，同时还经电阻1R5与AD2端连接;第三块镍氢防爆可充电电池1BT3的负极接地；
[0032]二极管ID 1的正、负极分别与第一块镍氢防爆可充电电池1BT1的正、负极对应连接，二极管1D2的正、负极分别与第二块镍氢防爆可充电电池1BT2的正、负极对应连接，二极管1D3的正、负极分别与第三块镍氢防爆可充电电池1BT3的正、负极对应连接；
[0033]二极管1D02的正极与二极管1D01的负极连接，二极管1D02的负极与开关集成电路K1的第3管脚连接；
[0034]开关集成电路K1的第4管脚与EN1端连接，第2管脚接地，第1、第5管脚与3.0V?5.0V端连接；
[0035]同样地，在所述第二、第三组电池组的电池组安全防爆充电电路中，二极管3D03/OT05的正极与升压转换电路的5V输出端连接，二极管3D03/5D05的负极分别经电阻3R6/5R9与AD5端/AD7端对应连接，二极管3D03/5D05的负极同时与第一块镍氢防爆可充电电池3B T1/5BT1的正极对应连接;第一块镍氢防爆可充电电池3BT1/5BT1的负极与第二块镍氢防爆可充电电池3BT2/5BT2的正极对应连接，同时还分别经电阻3R7/5R10与AD4端/AD8端对应连接；第二块镍氢防爆可充电电池3BT2/5BT2的负极分别与第三块镍氢防爆可充电电池3BT3/5BT3的正极对应连接，同时还分别经电阻3R8/5R11与AD3端/AD9端对应连接;第三块镍氢防爆可充电电池3BT3/5BT3的负极接地；
[0036]二极管3D1?3D3/5D1?5D3的正、负极分别与第二 /第三块镍氢防爆可充电电池3BT1/5BT1的正、负极对应连接；
[0037]二极管3D04/5D06的正极分别与二极管3D03/5D05的负极对应连接，二极管3D04/OT06的负极分别与开关集成电路K2/K3的第3管脚对应连接；
[0038]开关集成电路K2/K3的第4管脚分别与EN2/EN3端对应连接，第2管脚接地，第1、第5管脚与3.0V?5.0V端连接。
[0039]进一步的，所述的第一安全输出保护电路包括稳压二极管钳位电路和复合三极管限流电路;所述的第一安全输出保护电路由稳压二极管Z1?Z4，电阻R1?R6和三极管Q1?Q4构成;所述的稳压二极管钳位电路包括稳压二极管Z1?Z4，所述复合三极管限流电路包括三极管Q1?Q4和电阻R1?R6 ；
[0040]其中，稳压二极管Z1、Z2串联后构成第一稳压二极管组，Z3、Z4串联后构成第二稳压二极管组，第一稳压二极管组与第二稳压二极管组并联后，并接在所述太阳能电池板组的正、副极输出端；
[0041]三极管Q1的发射极与太阳能电池板组的正极输出端连接，太阳能电池板组的正极输出端经电阻R1与三极管Q1的基极和三极管Q2的发射极连接，三极管Q2的基极经电阻R2与三极管Q1的集电极连接，然后经电阻R3与太阳能电池板组的负极输出端连接；
[0042 ]三极管Q2的集电极与三极管Q3的发射极连接，三极管Q2的集电极经电阻R4与三极管Q3的基极和三极管Q4的发射极连接，三极管Q4的基极经电阻R5与三极管Q3的集电极连接，然后经电阻R6与太阳能电池板组的负极输出端连接；
[0043]三极管Q4的集电极构成第一安全输出保护电路的正极输出端，太阳能电池板组的负极输出端构成第一安全输出保护电路的负极输出端。
[0044]进一步的，在所述第一安全输出保护电路与太阳能电池板组的正极输出端之间，串接有保险丝或熔断器。
[0045]进一步的，所述的第二安全输出保护电路包括升压电路、稳压二极管钳位电路和复合三极管限流电路;所述的第二安全输出保护电路由升压集成电路U3、电容6C5?6C8、电感L2、稳压二极管6Z1、6Z2、电阻6R12?6R19、三极管6Q1?6Q4构成;所述的升压电路包括升压集成电路U3、电容6C5?6C8、电感L2、电阻6R12、6R13;所述的稳压二极管钳位电路包括稳压二极管6Z1、6Z2;所述的复合三极管限流电路包括三极管6Q1?6Q4、电阻6R14?6R19;
[0046]其中，电容6C5的一端与3?5V电源端和升压集成电路U3的第6管脚连接，升压集成电路U3的第6管脚与电容6C6的一端连接，电容6C5、6C6的另一端接地；
[0047]电感L2的两端分别与升压集成电路U3的第1管脚和第6管脚对应连接；
[0048]升压集成电路U3的第2管脚接地，第3管脚与3?5V电源端连接，第4管脚经电阻6R13接地，第5管脚构成升压电路+5V输出端；
[0049]电阻6R12并接在升压集成电路U3的第4、第5管脚之间，电容6C7和6C8的一端与升压电路+5V输出端连接，另一端接地；
[0050]稳压二极管6Z1、6Z2的负极端与升压电路+5V输出端连接，正极端接地；
[0051 ] 三极管6Q1的发射极与升压电路+5V输出端连接，升压电路+5V输出端经电阻6R14与三极管6Q1的基极和三极管6Q2的发射极连接，三极管6Q2的基极经电阻6R15与三极管6Q1的集电极连接，然后经电阻6R16接地；
[0052]三极管6Q2的集电极与三极管6Q3的发射极连接，三极管6Q2的集电极经电阻6R17与三极管6Q3的基极和三极管6Q4的发射极连接，三极管6Q4的基极经电阻6R18与三极管6Q3的集电极连接，然后经电阻6R19接地；
[0053]三极管6Q4的集电极构成第二安全输出保护电路的正极输出端，第二安全输出保护电路的负极输出端接地。
[0054]进一步的，所述的电池组充电管理电路包括集成电路U1、电容7C9?7C13、电阻7R20和电感L3;其中，集成电路U1的第1管脚与Ε0/Μ0端连接，第2管脚与E1/M1端连接，第3管脚与E2/SCK端连接，第4管脚与E3端连接，第5管脚与+5V端连接，并同时经并联的电容7C9、7C10接地，第10管脚经电容7C13接地，并同时经电阻7R20与+5V端连接，第15管脚经电容7C11接地，并同时经电感L3与+5V端连接，第17管脚经电容7C12接地，第6、第16管脚接地，第7、8、9管脚分别与AD8、AD7、AD9端对应连接，第12、13、14管脚分别与405^04)03端对应连接，第18、19、20管脚分别与AD2、AD1、AD0端对应连接。
[0055]与现有技术比较，本发明的优点是:
[0056]1.本技术方案采用钢化玻璃封装太阳能电池板组的机械结构，来对太阳能电池板组进行有效保护，避免外部环境中的异物损坏太阳能板，亦可延缓太阳能板的老化，延长整个太阳能电池板组的有效工作寿命；
[0057]2.本技术方案通过在所述太阳能电池板组的输出端设置第一安全输出保护电路和在所述电池组的输出端设置第二安全输出保护电路的电路模块结构，来限制各级电源部分的对外整体电能输出；
[0058]3.通过设置三组可充电电池组的电路模块形式，结合电池组充电管理电路的控制，来保证对每组可充电电池组输出电能质量的监控，以确保整个太阳能电源的工作可靠性；
[0059]4.所述的太阳能供电式静电检测装置，采用所述的太阳能电池板组为静电检测装置提供电能，避免了在所述静电检测装置工作的场所采取额外布置配电的供电形式所带来的不利影响，适用于在有防爆要求的场所对料仓或管道内的物料粒子进行静电检测/监测。
【附图说明】
[0060]图1是本发明的装置结构示意图；
[0061 ]图2是本发明第一安全输出保护电路的电路图；
[0062]图3是本发明太阳能电池板组的等效电路图；
[0063 ]图4是本发明电池组安全防爆充电电路的电路图；
[0064]图5是本发明电池组充电管理电路的电路图；
[0065]图6是本发明第一安全输出保护电路的电路图。
[0066]图中1为绝缘密封胶，2为第一阻燃带屏蔽导线，3为电池充放电隔爆箱，4为第二阻燃带屏蔽导线。
【具体实施方式】
[0067]下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
[0068]图1中，本技术方案提供了一种太阳能供电式静电检测装置，包括静电检测装置和对其进行供电的电源，其发明点在于:
[0069]所述的电源包括太阳能电池板组和电池组，所述的太阳能电池板组由多块太阳能电池板组依次串联，构成第一级电源；
[0070]对太阳能电池板组或各个太阳能电池板组，采用钢化玻璃进行封装；
[0071]在太阳能电池板组的输出端，设置第一安全输出保护电路;第一安全输出保护电路限制太阳能电池板组的整体输出电压小于或等于5.0V，限制太阳能电池板组的整体电流输出小于或等于380mA;
[0072]用绝缘密封胶1将太阳能电池板组的正、负电极输出端和第一安全输出保护电路灌封为一体；
[0073]电池组为镍氢防爆可充电电池组；电池组设置在电池充放电隔爆箱3内；每组电池组的自身对外输出电压小于5V，所述的电池组构成第二级电源；
[0074]第一安全输出保护电路的输出端通过第一阻燃带屏蔽导线2对位于电池充放电隔爆箱内的镍氢防爆可充电电池组进行充电；
[0075]设置一个电池组安全防爆充电电路，对上述镍氢防爆可充电电池组分别对应进行充电；
[0076]设置一个电池组充电管理电路，对上述镍氢防爆可充电电池组的充、放电过程进行监控，并切换各电池组轮流对外供电，以确保镍氢防爆可充电电池组对静电检测装置的持续、稳定供电；
[0077]在镍氢防爆可充电电池组的输出端，设置第二安全输出保护电路，所述的第二安全输出保护电路限制电池组的整体对外输出电压小于5V，整体输出电流小于100mA;第二安全输出保护电路的输出端通过第二阻燃带屏蔽导线4对所述的静电检测装置供电；
[0078]静电检测装置的静电传感器对料仓或管道内的物料粒子进行静电检测/监测，并传输检测/监测数据。
[0079]具体的，太阳能板采用钢化玻璃封装，太阳能 板的输出端连接第一安全输出保护电路，限制输出电压不大于5.0V，电流不大于380mA，太阳能板的输出端与第一安全输出保护电路用绝缘密封胶1灌封为一体；
[0080]蓄电池组为镍氢电池组，共三组，每组输出电压3.6V，容量2400mAH;蓄电池组被安置于隔爆箱内，此隔爆箱防爆标志为:ExdllB T6Gb0
[0081]第一安全输出保护电路的输出端通过第一阻燃带屏蔽导线给位于隔爆箱内的镍氢防爆电池组充电，电池组自身输出电压不得大于5V;
[0082]电池组充电管理电路负责对电池充放电过程进行监控，并切换各电池组轮流对外供电，确保持续稳定的对静电检测装置供电；
[0083]电池组的输出端接入第二安全输出保护电路，使其对外输出电压不大于5V，输出电流小于100mA。
[0084]第二安全输出保护电路的输出通过第二阻燃带屏蔽导线对静电检测装置供电。
[0085]静电传感器将对料仓/管道内的物料粒子进行静电检测/监测，并传输检测/监测数据。
[0086]图2中，太阳能电池板组由多块太阳能电池板组依次串联，构成第一级电源。在太阳能电池板组的输出端，设置第一安全输出保护电路;第一安全输出保护电路限制太阳能电池板组的整体输出电压和整体输出电流。
[0087]第一安全输出保护电路包括稳压二极管钳位电路和复合三极管限流电路。
[0088]第一安全输出保护电路由稳压二极管Z1?Z4，电阻R1?R6和三极管Q1?Q4构成；稳压二极管钳位电路包括稳压二极管Z1?Z4，复合三极管限流电路包括三极管Q1?Q4和电阻R1?R6。
[0089]其中，稳压二极管Z1、Z2串联后构成第一稳压二极管组，Z3、Z4串联后构成第二稳压二极管组，第一稳压二极管组与第二稳压二极管组并联后，并接在太阳能电池板组的正、副极输出端。
[0090]三极管Q1的发射极与太阳能电池板组的正极输出端连接，太阳能电池板组的正极输出端经电阻R1与三极管Q1的基极和三极管Q2的发射极连接，三极管Q2的基极经电阻R2与三极管Q1的集电极连接，然后经电阻R3与太阳能电池板组的负极输出端连接；
[0091]三极管Q2的集电极与三极管Q3的发射极连接，三极管Q2的集电极经电阻R4与三极管Q3的基极和三极管Q4的发射极连接，三极管Q4的基极经电阻R5与三极管Q3的集电极连接，然后经电阻R6与太阳能电池板组的负极输出端连接；
[0092]三极管Q4的集电极构成第一安全输出保护电路的正极输出端，太阳能电池板组的负极输出端构成第一安全输出保护电路的负极输出端。
[0093]上述的第一安全输出保护电路为太阳能板提供安全输出保证。
[0094]第一安全输出保护电路的限流保护工作原理:
[0095]限流大小〗=u*l.7/Rl(R4)，1]为三极管的开启电压。
[0096]1)、当输入电流Iim小于限流I时。电阻R1(R4)上的压降小于三极管Q1(Q3)的开启电压Von。此时Q1(Q3)处于截止状态。电阻R1(R4)上的压降大于三极管Q2(Q4)的开启电压Von。此时Q2(Q4)处于了导通状态。电流小于I时，R2\R3(R5\R6)限制基极电流，防止击穿。使电路正常工作。
[0097]2)、当输入电流Iim大于限流I时。电阻R1(R4)上的压降大于三极管Q1(Q3)的开启电压Von。此时Q1(Q3)处于导通状态。电阻R1(R4)上的压降小于三极管Q2(Q4)的开启电压Von。此时Q2(Q4)处于了截止状态。电流大于I时，R2\R3(R5\R6)使得Q2(Q4)基极电压反偏，使Q2(Q4)截止。断开电路，使电路处于保护状态。
[0098]限流在35011^，三极管开启电压0.7￥，1?1(1?4)=0.7科1.7/0.35六=3.6欧姆。
[0099]由图可知，在所述第一安全输出保护电路与太阳能电池板组的正极输出端之间，串接有保险丝或熔断器。
[0100]图3中，太阳能电池板组由多块太阳能电池板组依次串联，构成第一级电源。本发明的技术方案，采用单晶绒面硅片环氧树脂封装的太阳能电池板为蓄电池组充电。
[0101]采用钢化玻璃封装太阳能电池板，可对太阳能板进行有效保护，避免外部环境中的异物损坏太阳能板，亦可延缓太阳能板的老化。
[0102]图4中，本技术方案的电池组安全防爆充电电路包括升压转换电路，带有防反向充电功能的充电电路、可充电电池组和配电开关电路；
[0103]所述的升压转换电路包括升压转换集成电路U2、电容1C1?1C4、电阻1R1?1R2及电感L1;所述的带有防反向充电功能的充电电路包括二极管1D01?1D02、3D01?3D02、5D01?5D02、1D1 ?1D3、3D1 ?3D3、5D1 ??3、电阻 1R3 ?1R5、3R6 ?3R8、5R9 ?5R11;所述的配电开关电路包括开关集成电路K1?K3;
[0104]所述的二极管1D01?1D02、1D1?1D3、电阻1R3?1R5和开关集成电路K1，构成第一组电池组的电池组安全防爆充电电路；
[0105]所述的二极管3D01?3D02、3D1?3D3、电阻3R6?3R8和开关集成电路K2，构成第二组电池组的电池组安全防爆充电电路；
[0106]所述的二极管5D01?5D02、5D1?5D3、电阻5R9?5R11和开关集成电路K3，构成第三组电池组的电池组安全防爆充电电路；
[0107]其中，升压转换集成电路U2的第6管脚与+5V电源端连接，同时经电容1C1、1C2接地;升压转换集成电路U2的第2管脚接地，电感L1的两端分别与升压转换集成电路U2的第6管和第1管脚对应连接;升压转换集成电路U2的第5管脚构成升压转换电路的5V输出端;升压转换集成电路U2的第4管脚接地，电阻1R1的两端与升压转换集成电路U2的第4、第5管脚分别对应连接，电容1C2、1C4的一端与升压转换电路的5 V输出端连接，电容1C2、1C4的另一端接地；
[0108]在所述第一组电池组的电池组安全防爆充电电路中，二极管1D01的正极与升压转换电路的5V输出端连接，二极管1 DO 1的负极经电阻1R3与AD0端连接，二极管1D01的负极同时与第一块镍氢防爆可充电电池1BT1的正极连接;第一块镍氢防爆可充电电池1BT1的负极与第二块镍氢防爆可充电电池1BT2的正极连接，同时还经电阻1R4与AD1端连接;第二块镍氢防爆可充电电池1BT2的负极与第三块镍氢防爆可充电电池1BT3的正极连接，同时还经电阻1R5与AD2端连接;第三块镍氢防爆可充电电池1BT3的负极接地；
[0109]二极管ID 1的正、负极分别与第一块镍氢防爆可充电电池1 BT 1的正、负极对应连接，二极管1D2的正、负极分别与第二块镍氢防爆可充电电池1BT2的正、负极对应连接，二极管1D3的正、负极分别与第三块镍氢防爆可充电电池1BT3的正、负极对应连接；
[0110]二极管1D02的正极与二极管1D01的负极连接，二极管1D02的负极与开关集成电路K1的第3管脚连接；
[0111]开关集成电路K1的第4管脚与EN1端连接，第2管脚接地，第1、第5管脚与3.0V?5.0V端连接；
[0112]同样地，在所述第二、第三组电池组的电池组安全防爆充电电路中，二极管3D03/OT05的正极与升压转换电路的5V输出端连接，二极管3D03/5D05的负极分别经电阻3R6/5R9与AD5端/AD7端对应连接，二极管3D03/5D05的负极同时与第一块镍氢防爆可充电电池3BT1/5BT1的正极对应连接;第一块镍氢防爆可充电电池3BT1/5BT1的负极与第二块镍氢防爆可充电电池3BT2/5BT2的正极对应连接，同时还分别经电阻3R7/5R10与AD4端/AD8端对应连接；第二块镍氢防爆可充电电池3BT2/5BT2的负极分别与第三块镍氢防爆可充电电池3BT3/5BT3的正极对应连接，同时还分别经电阻3R8/5R11与AD3端/AD9端对应连接;第三块镍氢防爆可充电电池3BT3/5BT3的负极接地；
[0113]二极管3D1?3D3/5D1?5D3的正、负极分别与第二 /第三块镍氢防爆可充电电池3BT1/5BT1的正、负极对应连接；
[0114]二极管3D04/5D06的正极分别与二极管3D03/5D05的负极对应连接，二极管3D04/OT06的负极分别与开关集成电路K2/K3的第3管脚对应连接；
[0115]开关集成电路K2/K3的第4管脚分别与EN2/EN3端对应连接，第2管脚接地，第1、第5管脚与3.0V?5.0V端连接。
[0116]综上，本技术方案采用集成电路TLV61220作为升压转换器，确保太阳能板对电池组的充电电压为5V;整流二极管防止对电池反向充电；RT9701CB配电开关的作用是当电池组输出电压小于3.0V时，关断其对外输出。
[0117]图5中，本技术方案的电池组充电管理电路包括集成电路U1、电容7C9?7C1 3、电阻7R20和电感L3;其中，集成电路U1的第1管脚与Ε0/Μ0端连接，第2管脚与E1/M1端连接，第3管脚与E2/SCK端连接，第4管脚与E3端连接，第5管脚与+5V端连接，并同时经并联的电容7C9、7C10接地，第10管脚经电容7C13接地，并同时经电阻7R20与+5V端连接，第15管脚经电容7C11接地，并同时经电感L3与+5V端连接，第17管脚经电容7C12接地，第6、第16管脚接地，第
7、8、9管脚分别与AD8、AD7、AD9端对应连接，第12、13、14管脚分别与405^04)03端对应连接，第18、19、20管脚分别与AD2、AD1、AD0端对应连接。
[0118]本技术方案中，太阳能电池板对3个电池组同时充电，其中一个电池组通过安全输出保护电路对静电检测装置供电；当电池组充电管理电路检测到此供电电池组输出电压低于3V时，切断其对外输出，并切换其它电池组为静电检测装置继续供电。
[0119]图6中，本技术方案的第二安全输出保护电路包括升压电路、稳压二极管钳位电路和复合三极管限流电路;所述的第二安全输出保护电路由升压集成电路U3、电容6C5?6C8、电感L2、稳压二极管6Z1、6Z2、电阻6R12?6R19、三极管6Q1?6Q4构成；
[0120]所述的升压电路包括升压集成电路U3、电容6C5?6C8、电感L2、电阻6R12、6R13;
[0121]所述的稳压二极管钳位电路包括稳压二极管6Z1、6Z2;
[0122]所述的复合三极管限流电路包括三极管6Q1?6Q4、电阻6R14?6R19;
[0123]其中，电容6C5的一端与3?5V电源端和升压集成电路U3的第6管脚连接，升压集成电路U3的第6管脚与电容6C6的一端连接，电容6C5、6C6的另一端接地；
[0124]电感L2的两端分别与升压集成电路U3的第1管脚和第6管脚对应连接；
[0125]升压集成电路U3的第2管脚接地，第3管脚与3?5V电源端连接，第4管脚经电阻6R13接地，第5管脚构成升压电路+5V输出端；
[0126]电阻6R12并接在升压集成电路U3的第4、第5管脚之间，电容6C7和6C8的一端与升压电路+5V输出端连接，另一端接地；
[0127]稳压二极管6Z1、6Z2的负极端与升压电路+5V输出端连接，正极端接地；
[0128]三极管6Q1的发射极与升压电路+5V输出端连接，升压电路+5V输出端经电阻6R14与三极管6Q1的基极和三极管6Q2的发射极连接，三极管6Q2的基极经电阻6R15与三极管6Q1的集电极连接，然后经电阻6R16接地；
[0129]三极管6Q2的集电极与三极管6Q3的发射极连接，三极管6Q2的集电极经电阻6R17与三极管6Q3的基极和三极管6Q4的发射极连接，三极管6Q4的基极经电阻6R18与三极管6Q3的集电极连接，然后经电阻6R19接地；
[0130]三极管6Q4的集电极构成第二安全输出保护电路的正极输出端，第二安全输出保护电路的负极输出端接地。
[0131]第二安全输出保护电路为充电电池组提供安全输出保证，其采用集成电路TLV61220为升压转换器，将电池组输出3.6V转换为5.0V，使静电检测装置正常工作。
[0132]第二安全输出保护电路限流保护的电路原理:
[0133]限流大小I=U*1.7/R14(R17)，U为三极管的开启电压。
[0134]1)、当输入电流Iim小于限流I时。电阻R14(R17)上的压降小于三极管Q1(Q3)的开启电压Von。此时Q1(Q3)处于截止状态。电阻R14(R17)上的压降大于三极管Q2(Q4)的开启电压Von。此时Q2(Q4)处于了导通状态。电流小于I时，R15\R16(R18\R19)限制基极电流，防止击穿。使电路正常工作。
[0135]2)、当输入电流Iim大于限流I时。电阻R14(R17)上的压降大于三极管Q1(Q3)的开启电压Von。此时Q1(Q3)处于导通状态。电阻R14(R17)上的压降小于三极管Q2(Q4)的开启电压Von。此时Q2(Q4)处于了截止状态。电流大于I时，R15\R16(R18\R19)使得Q2(Q4)基极电压反偏，使Q2(Q4)截止。断开电路，使电路处于保护状态。
[0136]限流在100mA，三极管开启电压 0.7V，R14(R17)=0.7V*1.7/(hlA=12 欧姆。
[0137]由于本技术方案采用钢化玻璃封装太阳能电池板组的机械结构，可避免外部环境中的异物损坏太阳能板，延长整个太阳能电池板组的有效工作寿命;其通过设置第一、第二安全输出保护电路的电路模块结构，来限制各级电源部分的对外整体电能输出，以适应防爆场所的特殊要求;本技术方案通过设置三组可充电电池组的电路模块形式，结合电池组充电管理电路的控制，以保证对每组可充电电池组输出电能质量的监控，以确保整个太阳能电源的工作可靠性;本技术方案所提供的太阳能供电式静电检测装置，采用太阳能电池板组为静电检测装置提供电能，避免了在静电检测装置工作的场所采取额外布置配电的供电形式所带来的不利影响，特别适用于在有防爆要求的场所对料仓或管道内的物料粒子进行静电检测/监测。
[0138]本发明可广泛用于具有防爆功能的静电检测/监测装置的设计和制造领域。
【主权项】
1.一种太阳能供电式静电检测装置，包括静电检测装置和对其进行供电的电源，其特征是: 所述的电源包括太阳能电池板组和电池组，所述的太阳能电池板组由多块太阳能电池板组依次串联，构成第一级电源； 所述的太阳能电池板组或各个太阳能电池板组，采用钢化玻璃进行封装； 在所述太阳能电池板组的输出端，设置第一安全输出保护电路； 所述的第一安全输出保护电路限制太阳能电池板组的整体输出电压小于或等于5.0V，限制太阳能电池板组的整体电流输出小于或等于380mA; 所述太阳能电池板组的正、负电极输出端与所述的第一安全输出保护电路用绝缘密封胶灌封为一体； 所述的电池组为镍氢防爆可充电电池组;所述的电池组设置在电池充放电隔爆箱内；每组所述电池组的自身对外输出电压小于5V，所述的电池组构成第二级电源； 所述第一安全输出保护电路的输出端通过第一阻燃带屏蔽导线对位于电池充放电隔爆箱内的镍氢防爆可充电电池组进行充电； 所述的镍氢防爆可充电电池组分为三组； 设置一个电池组安全防爆充电电路，对三组镍氢防爆可充电电池组分别对应进行充电； 设置一个电池组充电管理电路，对所述镍氢防爆可充电电池组的充、放电过程进行监控，并切换各电池组轮流对外供电，以确保镍氢防爆可充电电池组对静电检测装置的持续、稳定供电； 在所述镍氢防爆可充电电池组的输出端，设置第二安全输出保护电路，所述的第二安全输出保护电路限制所述电池组的对外输出电压小于5V，输出电流小于100mA; 所述第二安全输出保护电路的输出端通过第二阻燃带屏蔽导线对所述的静电检测装置供电； 所述静电检测装置的静电传感器对料仓或管道内的物料粒子进行静电检测/监测，并传输检测/监测数据； 所述的太阳能供电式静电检测装置，通过在所述太阳能电池板组的输出端设置第一安全输出保护电路和在所述电池组的输出端设置第二安全输出保护电路的电路模块结构，来限制各级电源部分的对外整体电能输出； 所述的太阳能供电式静电检测装置，采用钢化玻璃封装太阳能电池板组的机械结构，来对太阳能电池板组进行有效保护，避免外部环境中的异物损坏太阳能板，亦可延缓太阳能板的老化，延长整个太阳能电池板组的有效工作寿命； 所述的太阳能供电式静电检测装置，通过设置三组可充电电池组的电路模块形式，结合电池组充电管理电路的控制，来保证对每组可充电电池组输出电能质量的监控，以确保整个太阳能电源的工作可靠性； 所述的太阳能供电式静电检测装置，采用所述的太阳能电池板组为静电检测装置提供电能，避免了在所述静电检测装置工作的场所采取额外布置配电的供电形式所带来的不利影响，适用于在有防爆要求的场所对料仓或管道内的物料粒子进行静电检测/监测。2.按照权利要求1所述的太阳能供电式静电检测装置，其特征是所述的太阳能电池板组为单晶绒面硅片环氧树脂封装的太阳能电池板组。3.按照权利要求1所述的太阳能供电式静电检测装置，其特征是所述的镍氢防爆可充电电池组共三组，每组镍氢防爆可充电电池组中并联设置有三块镍氢防爆可充电电池，每组电池组的整体输出电压为3.6V，整体电源容量为2400mAH。4.按照权利要求3所述的太阳能供电式静电检测装置，其特征是所述的太阳能电池板组对三组电池组同时充电，其中的一个电池组通过第二安全输出保护电路对静电检测装置供电；当所述的电池组充电管理电路检测到此电池组的输出电压低于3V时，切断其对外电能输出，并切换至其它电池组，继续为所述的静电检测装置供电。5.按照权利要求1所述的太阳能供电式静电检测装置，其特征是所述的电池组安全防爆充电电路包括升压转换电路，带有防反向充电功能的充电电路、可充电电池组和配电开关电路； 所述的升压转换电路包括升压转换集成电路U2、电容1C1?1C4、电阻1R1?1R2及电感L1;所述的带有防反向充 电功能的充电电路包括二极管1D01?1D02、3D01?3D02、5D01?.5002、101?103、301?303、501?503、电阻11?3?11?5、31?6?31?8、51?9?51?11;所述的配电开关电路包括开关集成电路K1?K3; 所述的二极管1D01?1D02、1D1?1D3、电阻1R3?1R5和开关集成电路K1，构成第一组电池组的电池组安全防爆充电电路； 所述的二极管3D01?3D02、3D1?3D3、电阻3R6?3R8和开关集成电路K2，构成第二组电池组的电池组安全防爆充电电路； 所述的二极管5D01?5D02、5D1?5D3、电阻5R9?5R11和开关集成电路K3，构成第三组电池组的电池组安全防爆充电电路； 其中，升压转换集成电路U2的第6管脚与+5V电源端连接，同时经电容1C1、1C2接地;升压转换集成电路U2的第2管脚接地，电感L1的两端分别与升压转换集成电路U2的第6管和第.1管脚对应连接;升压转换集成电路U2的第5管脚构成升压转换电路的5V输出端;升压转换集成电路U2的第4管脚接地，电阻1R1的两端与升压转换集成电路U2的第4、第5管脚分别对应连接，电容1C2、1C4的一端与升压转换电路的5V输出端连接，电容1C2、1C4的另一端接地；在所述第一组电池组的电池组安全防爆充电电路中，二极管1D01的正极与升压转换电路的5V输出端连接，二极管1D01的负极经电阻1R3与ADO端连接，二极管1D01的负极同时与第一块镍氢防爆可充电电池1BT1的正极连接;第一块镍氢防爆可充电电池1BT1的负极与第二块镍氢防爆可充电电池1BT2的正极连接，同时还经电阻1R4与AD1端连接;第二块镍氢防爆可充电电池1BT2的负极与第三块镍氢防爆可充电电池1BT3的正极连接，同时还经电阻.1R5与AD2端连接;第三块镍氢防爆可充电电池1BT3的负极接地； 二极管1D1的正、负极分别与第一块镍氢防爆可充电电池1BT1的正、负极对应连接，二极管1D2的正、负极分别与第二块镍氢防爆可充电电池1BT2的正、负极对应连接，二极管1D3的正、负极分别与第三块镍氢防爆可充电电池1BT3的正、负极对应连接； 二极管1D02的正极与二极管1D01的负极连接，二极管1D02的负极与开关集成电路K1的第3管脚连接； 开关集成电路K1的第4管脚与EN1端连接，第2管脚接地，第1、第5管脚与3.0V?5.0V端连接； 同样地，在所述第二、第三组电池组的电池组安全防爆充电电路中，二极管3D03/5D05的正极与升压转换电路的5V输出端连接，二极管3D03/5D05的负极分别经电阻3R6/5R9与AD5端/AD7端对应连接，二极管3D03/5D05的负极同时与第一块镍氢防爆可充电电池3BT1/.5BT1的正极对应连接;第一块镍氢防爆可充电电池3BT1/5BT1的负极与第二块镍氢防爆可充电电池3BT2/5BT2的正极对应连接，同时还分别经电阻3R7/5R10与AD4端/AD8端对应连接;第二块镍氢防爆可充电电池3BT2/5BT2的负极分别与第三块镍氢防爆可充电电池3BT3/.5BT3的正极对应连接，同时还分别经电阻3R8/5R11与AD3端/AD9端对应连接;第三块镍氢防爆可充电电池3BT3/5BT3的负极接地； 二极管3D1?3D3/5D1?5D3的正、负极分别与第二 /第三块镍氢防爆可充电电池3BT1/.5BT1的正、负极对应连接； 二极管3D04/5D06的正极分别与二极管3D03/5D05的负极对应连接，二极管3D04/5D06的负极分别与开关集成电路K2/K3的第3管脚对应连接； 开关集成电路K2/K3的第4管脚分别与EN2/EN3端对应连接，第2管脚接地，第1、第5管脚与3.0V?5.0V端连接。6.按照权利要求1所述的太阳能供电式静电检测装置，其特征是所述的第一安全输出保护电路包括稳压二极管钳位电路和复合三极管限流电路;所述的第一安全输出保护电路由稳压二极管Z1?Z4，电阻R1?R6和三极管Q1?Q4构成； 所述的稳压二极管钳位电路包括稳压二极管Z1?Z4，所述复合三极管限流电路包括三极管Q1?Q4和电阻R1?R6 ； 其中，稳压二极管Z1、Z2串联后构成第一稳压二极管组，Z3、Z4串联后构成第二稳压二极管组，第一稳压二极管组与第二稳压二极管组并联后，并接在所述太阳能电池板组的正、副极输出端； 三极管Q1的发射极与太阳能电池板组的正极输出端连接，太阳能电池板组的正极输出端经电阻R1与三极管Q1的基极和三极管Q2的发射极连接，三极管Q2的基极经电阻R2与三极管Q1的集电极连接，然后经电阻R3与太阳能电池板组的负极输出端连接； 三极管Q2的集电极与三极管Q3的发射极连接，三极管Q2的集电极经电阻R4与三极管Q3的基极和三极管Q4的发射极连接，三极管Q4的基极经电阻R5与三极管Q3的集电极连接，然后经电阻R6与太阳能电池板组的负极输出端连接； 三极管Q4的集电极构成第一安全输出保护电路的正极输出端，太阳能电池板组的负极输出端构成第一安全输出保护电路的负极输出端。7.按照权利要求6所述的太阳能供电式静电检测装置，其特征是在所述第一安全输出保护电路与太阳能电池板组的正极输出端之间，串接有保险丝或熔断器。8.按照权利要求1所述的太阳能供电式静电检测装置，其特征是所述的第二安全输出保护电路包括升压电路、稳压二极管钳位电路和复合三极管限流电路;所述的第二安全输出保护电路由升压集成电路U3、电容6C5?6C8、电感L2、稳压二极管6Z1、6Z2、电阻6R12?.6R19、三极管6Q1?6Q4构成； 所述的升压电路包括升压集成电路U3、电容6C5?6C8、电感L2、电阻6R12、6R13; 所述的稳压二极管钳位电路包括稳压二极管6Z1、6Z2; 所述的复合三极管限流电路包括三极管6Q1?6Q4、电阻6R14?6R19; 其中，电容6C5的一端与3?5V电源端和升压集成电路U3的第6管脚连接，升压集成电路U3的第6管脚与电容6C6的一端连接，电容6C5、6C6的另一端接地； 电感L2的两端分别与升压集成电路U3的第1管脚和第6管脚对应连接； 升压集成电路U3的第2管脚接地，第3管脚与3?5V电源端连接，第4管脚经电阻6R13接地，第5管脚构成升压电路+5V输出端； 电阻6R12并接在升压集成电路U3的第4、第5管脚之间，电容6C7和6C8的一端与升压电路+5V输出端连接，另一端接地； 稳压二极管6Z1、6Z2的负极端与升压电路+5V输出端连接，正极端接地； 三极管6Q1的发射极与升压电路+5V输出端连接，升压电路+5V输出端经电阻6R14与三极管6Q1的基极和三极管6Q2的发射极连接，三极管6Q2的基极经电阻6R15与三极管6Q1的集电极连接，然后经电阻6R16接地； 三极管6Q2的集电极与三极管6Q3的发射极连接，三极管6Q2的集电极经电阻6R17与三极管6Q3的基极和三极管6Q4的发射极连接，三极管6Q4的基极经电阻6R18与三极管6Q3的集电极连接，然后经电阻6R19接地； 三极管6 Q 4的集电极构成第二安全输出保护电路的正极输出端，第二安全输出保护电路的负极输出端接地。9.按照权利要求1所述的太阳能供电式静电检测装置，其特征是所述的电池组充电管理电路包括集成电路U1、电容7C9?7C13、电阻7R20和电感L3;其中，集成电路U1的第1管脚与EO/MO端连接，第2管脚与E1/M1端连接，第3管脚与E2/SCK端连接，第4管脚与E3端连接，第.5管脚与+5V端连接，并同时经并联的电容7C9、7C10接地，第10管脚经电容7C13接地，并同时经电阻7R20与+5V端连接，第15管脚经电容7C11接地，并同时经电感L3与+5V端连接，第17管脚经电容7C12接地，第6、第16管脚接地，第7、8、9管脚分别与AD8、AD7、AD9端对应连接，第.12、13、14管脚分别与405^04^03端对应连接，第18、19、20管脚分别与402^01^00端对应连接。
【专利摘要】一种太阳能供电式静电检测装置，属静电检测/监测领域。包括对静电检测装置进行供电的电源，其所述的电源包括太阳能电池板组和电池组，所述的太阳能电池板组由多块太阳能电池板组依次串联构成第一级电源；在太阳能电池板组的输出端设置第一安全输出保护电路；所述的电池组设置在电池充放电隔爆箱内，构成第二级电源；在电池组的输出端设置第二安全输出保护电路。本技术方案采用太阳能电池板组为静电检测装置提供电能，通过第一和第二安全输出保护电路来限制各级电源部分的对外整体电能输出，避免了在静电检测装置工作的场所采取额外布置配电的供电形式所带来的不利影响，适用于在有防爆要求的场所对料仓或管道内的物料粒子进行静电检测/监测。
【IPC分类】H02J7/00, H02J7/35, H02S10/20, H02H3/087
【公开号】CN105490621
【申请号】CN201511024582
【发明人】孙卫星, 杨庆瑞, 李鹏, 沈安如
【申请人】上海安平静电科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月30日
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