阅读说明：本技术 一种闭环式静电监测与消除系统 (Closed-loop static monitoring and eliminating system ) 是由 孙卫星 杨庆瑞 罗先军 李鹏 于 2019-10-21 设计创作，主要内容包括：一种闭环式静电监测与消除系统,属静电消除领域。其沿待消电产品的运行路线,在导轨上方,依次设置第一静电监测装置、第一静电消除装置、第二静电监测装置、第二静电消除装置和第三静电监测装置；第一静电监测装置监测待消电产品对象的初始静电压；第一静电消除装置对待消电产品对象进行首次静电消除；第二静电监测装置监测待消电产品对象的剩余静电压；第二静电消除装置对待消电产品对象进行再次静电消除；第三静电监测装置监测待消电产品对象的残余静电压。其通过在每个静电消除装置的前、后位置分别设定一个静电监测装置,采用闭环式反馈模式,自动对待消电产品对象进行静电监测和静电消除功能；亦可对静电消除装置的消电能力进行监测或评判。(A closed loop static monitoring and eliminating system belongs to the static eliminating field. The static electricity eliminating device is characterized in that a first static electricity monitoring device, a first static electricity eliminating device, a second static electricity monitoring device, a second static electricity eliminating device and a third static electricity monitoring device are sequentially arranged above a guide rail along the running route of a product to be eliminated; the first static monitoring device monitors the initial static voltage of a product object to be discharged; the first static elimination device is used for eliminating static of a product object to be eliminated for the first time; the second static monitoring device monitors the residual static voltage of the object of the product to be discharged; the second static elimination device is used for eliminating static of the product object to be eliminated again; the third static electricity monitoring device monitors the residual static voltage of the object of the electric product to be discharged. The static electricity monitoring and eliminating functions of a product object to be eliminated are automatically carried out by respectively setting a static electricity monitoring device at the front position and the rear position of each static electricity eliminating device and adopting a closed loop feedback mode; the power consumption of the static electricity eliminating device can be monitored or judged.)

一种闭环式静电监测与消除系统

技术领域

本发明属于静电消除领域，尤其涉及一种主动式静电消除系统。

背景技术

随着生产流水线对静电防护要求的不断提高，对产品进行在线静电监测并即时消除越来越成为标准要求。

例如，在液晶面板生产流水线上，会存在同一种(同一结构尺寸)液晶面板流过各种工艺操作装置的情况，为了能及时消除生产流水线上液晶面板的静电，就需要对产品进行在线静电监测并即时消除。

目前市场上已存在多种品牌的用于静电监测的仪器，如手持式静电压监测表、静电传感器等，而能够用于监测并反馈物体表面所带静电荷的大小，同时用于消除物体表面静电的设备，如各种类型的离子风机、离子棒等产品也非常多。

现在，计算机局域网的组网技术已经十分成熟，各种工控机、计算机、无线通信模块、智能手机等均已具备网络连接能力，可以通过对各个设备设定不同的IP地址的方式，方便地组建各种有线或无线的局域网网络。

但是，现有用于静电监测的仪器和用于消除物体表面静电的设备之间，必须通过厂家配置的专用信号传输线(通常是专用同轴屏蔽信号线)才能进行连接或传输监测信号。没有一个通用的、便于网络连接的连接方式和统一、标准的数据交换方式，对于在生产现场建立一个静电监测信号传输系统或静电监测—静电消除系统，十分困难，现场各种信号线，控制电缆的敷设工作量巨大，一次性投入成本较大。

同时，基于制造工艺或监验方法上的差别，现有两个静电监测仪器的监测效果或两台物体表面静电消除设备的静电消除效果比较，通常只能在设备制造厂家才能进行，在生产现场通常是无法进行的，这也给静电消除装置的使用单位带来了很大的不便，现场静电监测装置或静电消除装置的监测效果或消除效果，对使用者而言是无法进行监验或比对的，亦不便于使用单位在生产现场对已安装的静电监测装置或静电消除装置的功能是否部分丧失或能力降低进行评判。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种闭环式静电监测与消除系统。其对于每个静电监测装置或静电消除装置设置独立的IP地址，通过IP地址对各个静电监测装置、静电消除装置建立对应关联关系；通过在静电消除装置的前、后位置分别设定一个静电监测装置，采用闭环式反馈模式，一个静电传感装置与一个静电消除装置一一对应地实施联动控制，自动对待消电产品对象进行静电监测和静电消除功能；亦可对静电消除装置的消电能力进行监测或评判；在不同垂直距离上设置数个静电监测装置，通过比较各个静电监测装置对同一带电物体的实测值，来评判、验证在多个不同的监测距离下，多个静电监测装置在同一静电压下的监测准确性，以对各个静电监测装置的性能进行比较、评判。

本发明的技术方案是：提供一种闭环式静电监测与消除系统，包括静电消除装置、静电监测装置和位于导轨上可移动的待消电产品对象，其特征是：

沿着导轨上待消电产品对象的运行路线和运行方向，在导轨的上方，依次设置第一静电监测装置、第一静电消除装置、第二静电监测装置、第二静电消除装置和第三静电监测装置；

第一静电监测装置用于监测待消电产品对象的初始静电压；

所述的第一静电消除装置用于对待消电产品对象进行首次静电消除；

所述的第二静电监测装置用于监测待消电产品对象的剩余静电压；

所述的第二静电消除装置用于对待消电产品对象进行再次静电消除；

所述的第三静电监测装置用于监测待消电产品对象的残余静电压；

将第一静电监测装置与第一静电消除装置关联设置，实现联动控制；将第二静电监测装置与第二静电消除装置关联设置，实现联动控制；

当待消电产品对象沿导轨移动，依次经过第一静电监测装置至第三静电监测装置，第一静电监测装置根据待消电产品对象的初始静电压，控制第一静电消除装置输出与初始静电压相对应的首次消静电能力，第一静电消除装置对待消电产品对象进行首次静电消除；

随后第二静电监测装置监测经过首次静电消除后待消电产品对象的剩余静电压，如待消电产品对象的剩余静电压低于预设定阈值，则第二静电消除装置待机；如待消电产品对象的剩余静电压高于预设定阈值，则第二静电监测装置根据待消电产品对象的剩余静电压，控制第二静电消除装置输出与剩余静电压值对应的消静电能力，第二静电消除装置对待消电产品对象进行再次静电消除；

最后，第三静电监测装置监测待消电产品对象的残余静电压是否符合工艺规范要求，如残余静电压符合规定，则放行，如超标，则输出报警信号。

进一步的，所述的第一、第二、第三静电监测装置，第一、第二静电消除装置，均分别设置有独立的IP地址；第一、第二和第三静电监测装置、第一、第二静电消除装置，分别经过有线或无线局域网络，与控制计算机通讯连接。

具体的，所述第一、第二、第三静电监测装置的输入端，分别与集成电源的输出端电连接，并通过集成电源内的通讯模块与控制计算机通讯连接；所述第一、第二静电消除装置的电源输入端，分别与集成电源的电源输出端对应连接。

本发明所述的闭环式静电监测与消除系统，采用闭环式反馈模式，一个静电传感装置与一个静电消除装置一一对应地实施联动控制，自动对待消电产品对象进行静电监测和静电消除功能。

本发明所述的闭环式静电监测与消除系统，对待消电产品对象至少采用两次静电监测，根据每次静电监测的结果，控制下一次静电消除的能力，自动对待消电产品对象进行多次静电消除。

本发明还提供了一种采用前述闭环式静电监测与消除系统原理进行工作的静电监测与消除系统演示装置，其特征是：

所述的静电监测与消除系统演示装置，还设置有第四静电传感装置、第五静电传感装置、可沿导轨受控移动的测试平板、高压直流电源、导轨PLC控制器和集成电源；

其中，所述的第四静电传感装置、第五静电传感装置或集成电源，分别设置有独立的IP地址；所述的第四静电传感装置、第五静电传感装置或集成电源，分别经过有线或无线局域网络，与控制计算机连接；

所述的控制计算机为工业触屏计算机，在工业触屏计算机中安装系统监控软件，用于在线显示设备工作状态，监控各个静电传感装置、各个静电消除装置的工作状况；

所述的第四静电传感装置、第五静电传感装置距离测试平板的垂直安装高度不相等，用以验证在目标物体表面静电压值相同的前提下，在不同监测距离下，多个静电传感器在同一静电压下的监测准确性或监测到静电压值的一致性；

所述的测试平板用于承载待消电产品对象，所述的测试平板可在导轨PLC控制器的控制下，沿导轨进行往复移动、停留在导轨的某一位置或在某一预定位置停留预设定的时间；

所述的高压直流电源用于对移动至导轨的首端或末端的待消电产品对象施加初始静电压；所述的初始静电压包括正电压或负电压；

所述的导轨PLC控制器用于控制测试平板在导轨上的运动速度或移动范围，可使测试平板运动到某一设定位置，并在该设定位置上静止预设定的时间后，继续运动到其他设定位置；

所述的集成电源用于给各个静电传感装置、各个静电消除装置供电，同时通过有线或无线网络，将各个设备的工作状态、工作参数，实时传输至控制计算机中的系统监控软件。

具体的，所述的第四静电传感装置、第五静电传感装置距离测试平板的垂直安装高度，与第一至第三静电传感装置距离测试平板的垂直安装高度不相等。

其所述的闭环式静电监测与消除系统按照如下方式运行：

a)在导轨的首、末端分别设置一个正、负高压导电插头，正、负高压导电插头与高压直流电源的正、负高压输出端分别对应连接，用于对移动至导轨首、末端位置处的测试平板分别施加正、负电压；同时，在导轨的首、末端位置上方，分别设置一个静电监测装置；

b)沿导轨长度方向上，分别设定多个预定位置，在其中的两个预定位置上方，分别设置两套静电消除装置，在每套静电消除装置的前、后预定位置上方，分别设置一个静电监测装置；

c)沿导轨长度方向上，分别在其中至少两个相邻的预定位置上方，分别设置一个静电监测装置，这两个静电监测装置距离测试平板的垂直安装高度不相等；

d)在系统监控软件中通过IP地址，对各个静电监测装置、静电消除装置建立对应关联关系；并使得位于每套静电消除装置前、后位置的静电监测装置与对应的静电消除装置建立对应的控制关联关系；所述的控制关联关系至少包括：沿着测试平板的移动方向，位于每个静电消除装置前方位置的静电监测装置的静电监测输出信号，用于控制位于该静电监测装置后方位置上的静电消除装置的运行启动控制；

e)导轨PLC控制器控制测试平板运动；在系统监控软件初始运行时，测试平板处于导轨首端的第一位置处，测试平板与高压直流电源的正高压输出端电接触，使测试平板带上正电荷；

位于导轨首端第一位置的首端静电传感器监测平板上的静电压，并将监测信号传送至工业触屏计算机，在监控软件上显示该静电传感器监测到的静电压；如监测到的静电压超出设定的报警阈值，则首端静电传感器输出红色报警信号；

f)导轨PLC控制器控制测试平板移动，依次经过第二位置、第三位置、第四位置，设置在这些位置上的各个静电传感装置分别监测各自对应位置处的测试平板上的静电压，并将监测信号传送至工业触屏计算机，如某个位置上的静电传感器监测到的静电压超出设定的报警阈值，则对应的静电传感器输出红色报警信号；

g)当测试平板运动到第四位置处，因对应的静电传感装置监测到的静电压超出阈值，并已将报警信号传输至工业触屏计算机，且该静电传感装置与第一静电消除装置之间存在联动控制，故工业触屏计算机启动第一静电消除装置工作，消除测试平板上的静电荷；

h)当测试平板运动到第六位置时，因第一静电消除装置已消除了测试平板上的静电荷，所以对应该位置的静电传感装置监测不到平板上的静电或静电压值低于设定的静电阈值；

i)当测试平板运动到第八位置处，与高压直流电源负高压输出端电接触，使测试平板带上负静电；对应该位置的静电传感装置监测到测试平板带负静电，且超过设定阈值，故将报警信号传输至工业触屏计算机，测试平板在导轨PLC控制器的控制下作返回运动；

j)当带有负静电的测试平板返回运动到第七位置处，因在前一位置时对应的静电传感装置监测到静电压超出阈值，并已将报警信号传输至工业触屏计算机，且静电传感装置6与第二静电消除装置联动控制，故监控系统启动第二静电消除装置工作，消除测试平板上的负电荷。

k)当测试平板经过离子风机消电后，运动到第六位置处，对应的静电传感装置监测到测试平板上的负电荷已被消除；

l)随后，测试平板依次经过第五、第四、第三和第二位置，并在各个位置处停留设定时间后，回到初始的第一位置。

进一步的，所述的静电监测与消除系统演示装置，通过在测试平板的移动路径上，设置至少两个距离测试平板的垂直安装高度不相等的静电监测装置，对测试平板的静电压进行监测，通过比较各个静电监测装置的实测值，来评判、验证在多个不同的监测距离下，多个静电监测装置在同一静电压下的监测准确性；

所述的静电监测与消除系统演示装置，通过在测试平板的移动路径上，设置至少两套静电消除装置，通过比较各自的静电消除效果，来评判、验证各种静电消除装置或各套静电消除装置的消电性能；

所述静电监测与消除系统演示装置，作为静电监测与消除演示装置，起到技术展示的作用。

具体的，所述的测试平板包含上、下两个相同结构尺寸的正方形不锈钢金属平板，下平板安装固定在导轨的滑动平台上，上、下平板之间用聚四氟乙烯圆柱绝缘隔离并支撑固定；

在上平板的底部，在测试平板运动方向中心线位置前、后两端，各固定一导电端，所述的导电端为一中空的柱状结构，用于接触设置在导轨的首、末端的正、负高压导电插头；

所述的正、负高压导电插头分别设置在导轨的首、末端，分别与高压直流电源的正、负高压输出端对应电连接。

与现有技术比较，本发明的优点是：

1.对于每个静电监测装置或静电消除装置设置独立的IP地址，通过IP地址对各个静电监测装置、静电消除装置建立对应关联关系，使得每个系统构件均具有了组网能力，便于在生产现场通过组建局域网的方式，构建一个能满足客户需求的静电监测及消除系统，且该系统的可扩展性好；

2.采用闭环式反馈模式，静电传感装置与静电消除装置一一对应地实施联动控制，自动对待消电产品对象进行静电监测和静电消除功能；亦可对静电消除装置的消电能力进行监测或评判，增强了整个静电监测及消除系统的自我判断能力和静电消除效果，有助于用户自行对各个监测及静电消除部件的功能是否正常进行判断或评判，减轻了生产厂商现场服务的工作量，缩短了现场解决问题、处理故障的时间或周期；

3.通过在不同垂直距离上设置数个静电监测装置，比较各个静电监测装置对同一带电物体的实测值，来评判、验证在多个不同的监测距离下，多个静电监测装置在同一静电压下的监测准确性，有助于对各个静电监测装置的性能进行比较、评判；

4.采用多次静电监测和多次静电消除的逻辑控制模式，对于经过消电的待消电产品对象，再进行一次静电压的监测，根据每次静电监测的结果，自动决定是否需要再次进行静电消除，并自动控制下一次静电消除能力的大小，对待消电产品对象进行多次静电消除，实现了真正意义上的“智能化自动监测和静电消除”。

附图说明

图1是本发明闭环式静电监测与消除系统的基本结构示意图；

图2是本发明闭环式静电监测与消除系统的电原理示意图；

图3是本发明实施例一的机械结构布局示意图；

图4是本发明实施例二的机械结构布局示意图；

图5是导电端与正、负高压导电插头的相互位置关系示意图；

图6a是实施例一中离子棒的逻辑控制流程示意图；

图6b是实施例一中离子风机的逻辑控制流程示意图；

图7a是实施例二中离子棒的逻辑控制流程示意图；

图7b是实施例二中离子风机的逻辑控制流程示意图；

图8a是实施例三中离子棒的逻辑控制流程示意图；

图8b是实施例三中离子风机的逻辑控制流程示意图。

图中1为导轨，1a为导轨首端，1b为导轨末端，1c为导轨滑动平台，2为测试平板，2a、2b为导电端，3为第一静电监测装置，4为第一静电消除装置，5为第二静电监测装置，6为第二静电消除装置，7为第三静电监测装置，8为控制计算机，9为集中电源，10为高压直流电源，11为导轨PLC控制器；

①为位置1，②为位置2，…，⑧为位置8，⑨为位置9；

CGQn为编号为n的静电传感器(n为自然数，下同)，XCQn为编号为n的静电消除器(n为自然数)，+HV为正高压导电插头，—HV为负高压导电插头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

图1中，本发明的技术方案，提供了一种闭环式静电监测与消除系统，包括静电消除装置、静电监测装置和位于导轨上可移动的待消电产品对象(或称测试平板，图1中以标号2来表示，下同)，其发明点在于：

沿着导轨1上待消电产品对象的运行路线和运行方向，在导轨的上方，依次设置第一静电监测装置3、第一静电消除装置4、第二静电监测装置5、第二静电消除装置6和第三静电监测装置7；

其中，第一静电监测装置用于监测待消电产品对象2的初始静电压；

第一静电消除装置用于对待消电产品对象进行首次静电消除；

第二静电监测装置用于监测待消电产品对象的剩余静电压；

第二静电消除装置用于对待消电产品对象进行再次静电消除；

第三静电监测装置用于监测待消电产品对象的残余静电压。

将第一静电监测装置与第一静电消除装置关联设置，实现联动控制；

这里的关联设置和实现联动控制是指：第一静电监测装置的信号输出端与第一静电消除装置的控制信号输入端对应连接，使得第一静电监测装置能够控制第一静电消除装置的启动，或者，能够控制第一静电消除装置的启动和控制第一静电消除装置输出的消静电能力的大小。

同样地，将第二静电监测装置与第二静电消除装置关联设置，实现联动控制；

当待消电产品对象(图中以测试平板2来代表)沿导轨移动时(图中给出了自右向左移动的示例)，依次经过第一静电监测装置至第三静电监测装置，第一静电监测装置根据待消电产品对象的初始静电压，控制第一静电消除装置输出与初始静电压相对应的首次消静电能力，第一静电消除装置对待消电产品对象进行首次静电消除。

随后第二静电监测装置监测经过首次静电消除后待消电产品对象的剩余静电压，如待消电产品对象的剩余静电压低于预设定阈值，则第二静电消除装置待机；如待消电产品对象的剩余静电压高于预设定阈值，则第二静电监测装置根据待消电产品对象的剩余静电压，控制第二静电消除装置输出与剩余静电压值对应的消静电能力，第二静电消除装置对待消电产品对象进行再次静电消除。

最后，第三静电监测装置监测待消电产品对象的残余静电压是否符合工艺规范要求，如残余静电压符合规定，则放行，如超标，则输出报警信号，经过一个声光报警装置发出声或光信号的报警。

进一步的，第一、第二、第三静电监测装置，第一、第二静电消除装置，均分别设置有独立的IP地址；第一、第二和第三静电监测装置，第一、第二静电消除装置，分别经过有线或无线局域网络，与控制计算机连接。

进一步的，静电监测装置为静电监测头和/或静电传感器，第一、第二静电消除装置可以是离子棒和/或离子风机。

图2中，所述第一、第二、第三静电监测装置3、5、7的信号输出端，分别与控制计算机8连接；

第一、第二静电消除装置4、6的电源输入端，分别与集成电源的电源输出端对应连接。

通过上述模块结构的设置，使得第一静电监测装置与第一静电消除装置之间，以及第二静电监测装置与第二静电消除装置之间，构成了两个单独的闭环反馈单元；而这两个闭环反馈单元，又从整个系统上，构成了一个完整的闭环式反馈系统和工作模式。

本发明技术方案所述的闭环式静电监测与消除系统，采用闭环式反馈模式，一个静电传感装置与一个静电消除装置一一对应地实施联动控制，自动对待消电产品对象进行静电监测和静电消除功能。

本发明技术方案所述的闭环式静电监测与消除系统，对待消电产品对象至少采用两次静电监测，根据每次静电监测的结果，控制下一次静电消除的能力，自动对待消电产品对象进行多次静电消除。

图3中，为了满足上述需要，本发明的技术方案，还提供了一种采用前述闭环式静电监测与消除系统的原理进行工作的静电监测与消除系统演示装置，其发明点在于：

在前述闭环式静电监测与消除系统的硬件结构和工作模式的基础上，所述的静电监测与消除系统演示装置，还设置有第四静电传感装置(图中以CGQ2来标识)、第五静电传感装置(图中以CGQ3来标识)、可沿导轨1受控移动的测试平板2(即前述的待消电产品对象)、高压直流电源10、导轨PLC控制器11和集成电源9。

其中，第四静电传感装置、第五静电传感装置或集成电源，同样分别设置有独立的IP地址；第四静电传感装置、第五静电传感装置或集成电源，分别经过有线或无线局域网络，与控制计算机8连接。

控制计算机为工业触屏计算机，在工业触屏计算机中安装系统监控软件，用于在线显示设备工作状态，监控各个静电传感装置、各个静电消除装置的工作状况。

第四静电传感装置、第五静电传感装置距离测试平板的垂直安装高度不相等，用以验证在目标物体表面静电压值相同的前提下，在不同监测距离下，多个静电传感器在同一静电压下的监测准确性或监测到静电压值的一致性。

测试平板2位于可沿导轨移动的导轨滑动平台1c上，用于承载待消电产品对象，测试平板可在导轨PLC控制器11的控制下，沿导轨进行往复移动、停留在导轨的某一位置或在某一预定位置停留预设定的时间。

高压直流电源用于对移动至导轨的首端或末端的待消电产品对象施加初始静电压；初始静电压包括正电压或负电压。

导轨PLC控制器用于控制测试平板在导轨上的运动速度或移动范围，可使测试平板运动到某一设定位置，并在该设定位置上静止预设定的时间后，继续运动到其他设定位置。

集成电源用于给各个静电传感装置、各个静电消除装置供电，同时通过有线或无线网络，将各个设备的工作状态、工作参数，实时传输至控制计算机中的系统监控软件。

具体的，第四静电传感装置、第五静电传感装置距离测试平板的垂直安装高度，与第一至第三静电传感装置距离测试平板的垂直安装高度不相等。

关于本技术方案中静电传感器在不同监测距离下，对物体表面同一静电压值的监测问题，进一步说明如下：

1.通过同一型号的静电传感器在不同监测距离下，对同一带电目标物体进行监测，可以验证传感器对物体表面静电压这一参数监测的准确性。

2.静电传感器在不同监测距离下，对不同带电目标物体带相同静电压值进行监测，可以验证传感器对物体表面静电压这一参数监测的准确性。

上述监测方案所依据的应用背景：

在液晶面板生产线上，会存在同一种(同一结构尺寸)液晶面板流过各种工艺操作装置的情况，这就不可避免的使静电传感器安装距离(即监测距离，静电传感头与目标物体之间的距离)须要根据工艺操作装置的空间安装要求来确定；更复杂情况下还会存在同一条生产线，生产不同种(不同结构尺寸)的液晶面板的实际情况。

实施上述监测方案的理由：

同一种液晶面板，经过相同的工序，理应产生大致相同的静电压值，在其经过同一静电消除器后，理应得到大致相同的除电效果(即大致相同的残余静电压)。而静电传感器的安装高度可能不尽相同，为确保静电压监控(报警)标准的一致性，便于更好地把控生产质量，要求静电传感器在不同的监测距离下对携带同一静电压值的目标物体的监测结果都应一致。

实施上述监测方案所带来的优点：

从技术原理上来讲，表面静电压值相同的物体，不一定携带相同的静电荷量，即物体的电容量不同。物体表面的静电荷会向外辐射静电场，以无穷远处或附近存在的接地导体处为零电势；故静电荷所形成的静电场，离静电荷越远，其场强越弱，即静电传感器所监测到的静电压值越小(本专利中静电传感器本质上是对物体表面静电荷所形成的静电场的监测)。

本专利中的静电传感器通过对不同监测距离设置不同的监测系数(放大系数)及采用更高分辨率的电子元件的方法，来实现不同监测距离下，不同目标物体，但只要其表面静电压值相同，传感器监测到的静电压值就一致的目的。

这种监测结果具有的一致性、唯一性、可重复性对产品生产过程中的静电控制具有很强的可操作性、便捷性，实际应用效果好。

如图3中所示，本发明技术方案所述的闭环式静电监测与消除系统按照如下方式进行和工作：

a)在导轨的首、末端1a和1b处，分别设置一个正、负高压导电插头(图3中以+HV和—HV表示)，正、负高压导电插头与高压直流电源10的正、负高压输出端分别对应连接，用于对移动至导轨首、末端位置处的测试平板2分别施加正、负电压；同时，在导轨的首、末端位置上方，分别设置一个静电监测装置(图中标号为CGQ1和CGQ 6)，用于监测位于导轨首、末端位置处的测试平板2上的正、负电压初始值，这两个静电监测装置同时可以还起到检测高压直流电源10的正、负高压输出是否正常的作用；

b)沿导轨长度方向上，分别设定多个预定位置(图中以①至⑨来表示位置1至位置9，下同)，在其中的两个预定位置(图中的⑤和⑦处)上方，分别设置两套静电消除装置(图中以XCQ1来表示第一静电消除装置，以XCQ2来表示第二静电消除装置)，在每套静电消除装置的前、后预定位置上方(图中用位置④、⑥、⑧来表示)，分别设置一个静电监测装置(图中标号用CGQ4、CGQ5和CGQ6来表示)。

其中，图中最右边的静电监测装置CGQ 6，实际上同时兼有两种功能：一是监测经过第二静电消除装置XCQ2消电后测试平板2上的剩余静电或静电压值是否低于设定的报警阈值；二是当高压直流电源10对移动至导轨末端位置处的测试平板2施加负电压后，用来监测位于导轨末端位置处的测试平板2上的负电压初始值；

该静电监测装置CGQ 6也可分别采用两个静电监测装置CGQ 6′和CGQ 6″来设置，其中的一个静电监测装置CGQ 6′用于监测经过第二静电消除装置XCQ2消电后测试平板2上的剩余静电或静电压值是否低于设定的报警阈值；另一个静电监测装置CGQ 6″用于监测位于导轨末端位置处的测试平板2上的负电压初始值；则此种情况下，静电监测装置CGQ 6″设置在位置⑧的上方，静电监测装置CGQ 6′将设置在位置⑦与位置⑧之间的位置⑧′上(图中未示出)；

c)沿导轨长度方向上，分别在其中至少两个相邻的预定位置上方，分别设置一个静电监测装置(图中在位置2、和位置3处)，这两个静电监测装置(图中标号为CGQ2和CGQ3)距离测试平板2的垂直安装高度不相等(其实，在图3中，标号为CGQ1至CGQ6的静电监测装置距离测试平板2的垂直安装高度均不相等，可完成同样的监测数据验证功能)；

d)在系统监控软件中，通过IP地址，对各个静电监测装置、静电消除装置建立对应关联关系；并使得位于每套静电消除装置前、后位置的静电监测装置与对应的静电消除装置建立对应的控制关联关系；所述的控制关联关系至少包括：沿着测试平板的移动方向，位于每个静电消除装置前方位置的静电监测装置的静电监测输出信号，用于控制位于该静电监测装置后方位置上的静电消除装置的运行启动控制；

e)导轨PLC控制器控制测试平板运动；在系统监控软件初始运行时，测试平板处于导轨首端1a的第一位置处(图中以①来表示，下同)，测试平板与高压直流电源的正高压输出端+HV电接触，使测试平板带上正电荷；

位于导轨首端第一位置的首端静电传感器监测平板上的静电压，并将监测信号传送至工业触屏计算机，在监控软件上显示该静电传感器监测到的静电压；如监测到的静电压超出设定的报警阈值，则首端静电传感器CGQ1输出红色报警信号；

f)导轨PLC控制器控制测试平板移动，依次经过各个预设定位置，设置在这些位置上的各个静电传感装置分别监测各自对应位置处的测试平板上的静电压，并将监测信号传送至工业触屏计算机，如某个位置上的静电传感器监测到的静电压超出设定的报警阈值，则对应的静电传感器输出红色报警信号；

g)当测试平板运动到位置4处时，因对应的4号静电传感装置(图中标号为CGQ4)监测到的静电压超出阈值，并已将报警信号传输至工业触屏计算机，且该静电传感装置4与位于其后面的第一静电消除装置(图中以离子棒为例，标号为XCQ1)之间存在联动控制，故工业触屏计算机(监控系统)启动该静电消除装置工作，消除测试平板上的静电荷；

h)当测试平板运动到位置6时，因前面的第一静电消除装置(标号为XCQ1)已消除了测试平板上的静电荷，所以对应该位置的5号静电传感装置(标号为CGQ5)监测不到平板上的静电或静电压低于设定的报警阈值；

i)当测试平板2运动到位置8处时，与高压直流电源负高压输出端—HV电接触，使测试平板带上负静电；对应该位置的静电传感装置CGQ6监测到测试平板带负静电，且超过设定阈值，故将报警信号传输至工业触屏计算机，测试平板在导轨PLC控制器的控制下作返回运动；

j)当带有负静电的测试平板返回运动到位置7处时，因在前一位置时对应的6号静电传感装置CGQ6监测到静电压超出阈值，并已将报警信号传输至工业触屏计算机，且6号静电传感装置CGQ6与该第二静电消除装置(以离子风机为例，标号为XCQ2)联动控制，故监控系统启动离子风机工作，消除测试平板上的负电荷。

k)当测试平板经过离子风机消电后，运动到位置6处时，对应的静电传感装置CGQ5监测到测试平板上的负电荷已被消除或静电压低于设定的报警阈值；

l)随后，测试平板依次经过第5、第4、第3和第2位置，并在各个位置处停留设定时间后，回到初始的第1位置。

进一步的，静电监测与消除系统演示装置，通过在测试平板的移动路径上，设置至少两个距离测试平板的垂直安装高度不相等的静电监测装置(图中以2号和3号静电传感器为例，图中标号为CGQ2和CGQ3)，对测试平板的静电压进行监测，通过比较这两个静电监测装置的实测值，可以用来评判、验证在多个不同的监测距离下，多个静电监测装置在同一静电压下的监测准确性。

本发明所述的静电监测与消除系统演示装置，通过在测试平板的移动路径上，设置至少两套静电消除装置，通过比较各自的静电消除效果，来评判、验证各种静电消除装置或各套静电消除装置的消电性能。

同时，本发明所述的静电监测与消除系统演示装置，作为静电监测与消除演示装置，还可以起到技术展示的作用。

图5中，测试平板2包含上、下两个相同结构尺寸的正方形不锈钢金属平板，下平板安装固定在导轨的滑动平台1c上，上、下平板之间用聚四氟乙烯圆柱绝缘隔离并支撑固定；

在上平板的底部，在测试平板运动方向中心线位置前、后两端，各固定一导电端2a和2b，导电端为一中空的柱状结构，用于接触设置在导轨的首、末端的正、负高压导电插头(图中以负高压导电插头—HV为例)；

结合图3、图5中所示，正、负高压导电插头分别设置在导轨的首端1a和末端1b处，分别与高压直流电源的正、负高压输出端对应电连接。

实施上述技术方案所带来的优点：

从技术原理上来讲，表面静电压值相同的物体，不一定携带相同的静电荷量，即物体的电容量不同。物体表面的静电荷会向外辐射静电场，以无穷远处或附近存在的接地导体处为零电势；故静电荷所形成的静电场，离静电荷越远，其场强越弱，即静电传感器所监测到的静电压值越小(本专利技术方案中，静电传感器本质上是对物体表面静电荷所形成的静电场的监测)。

实施例：

实施例1：

硬件布置结构关系参见图3、图5中所示，离子棒与离子风机的逻辑控制流程分别参见图6a和图6b中所示：

1.用铝合金型材搭建演示装置框架。

2.将工业触屏计算机8、集成电源9、高压直流电源10、导轨PLC控制器11、滑动导轨1安装固定在演示框架上。

3.将测试平板装置(简称测试平板，图中标号为2)安装固定在导轨滑动平台1c上。测试平板装置为两片结构形状一致的正方形不锈钢平板，中间用4个聚四氟乙烯圆柱绝缘固定，两板相互平行，彼此投影重合。在上平板(加电板)的底部，运动方向中心线位置前后两端各焊接一导电中空六角柱，用于电接触高压插头。下板安装固定在导轨滑动平台上，并与整个演示装置框架一同接地。

4.利用安装圆杆、安装挂件、安装支架等依次在位置1(即前述的第一位置，图中以标注①来表示，以下以此类推)处安装静电传感器1(即编号为1号的静电传感器，图中标号为CGQ1，以下以此类推)，在位置2处安装静电传感器2，在位置3处安装静电传感器3，在位置4处安装静电传感器4，在位置5处安装离子棒(图中标号为XCQ 1)，在位置6处安装静电传感器5，在位置7处安装离子风机(图中标号为XCQ 2)，在位置8处安装静电传感器6。位置1位于滑动导轨的最左端(即前述的导轨首端)，位置8位于滑动导轨的最右端(即前述的导轨末端)。

位置1中心处与位置2中心处间距25cm，位置2中心处与位置3中心处间距25cm，位置3中心处与位置4中心处间距25cm，位置4中心处与位置5中心处间距35cm，位置5中心处与位置6中心处间距25cm，位置6中心处与位置7中心处间距25cm，位置7中心处与位置8中心处间距35cm。

传感器的安装应使其探测窗口正对测试平板中心，离子棒的安装应使其正对测试平板中心，离子风机的安装应使其出风口正对测试平板的中心。

静电传感器1的安装高度，应使其探测窗口距离测试平板5mm；静电传感器2的安装高度，应使其探测窗口距离测试平板50mm；静电传感器3的安装高度，应使其探测窗口距离测试平板100mm；静电传感器4的安装高度，应使其探测窗口距离测试平板200mm；离子棒的安装高度，应使其电极针距离测试平板50mm；静电传感器5的安装高度，应使其探测窗口距离测试平板300mm；离子风机的安装高度，应使其出风口距离测试平板300mm；静电传感器6的安装高度，应使其探测窗口距离测试平板500mm。

5.将高压直流电源8的正、负高压插头分别绝缘固定在导轨的首、末端1a和1b处，当测试平板运动到位置1、位置8处时，能够***到上平板(加电板)底部中心线位置前后两端的中空六角型导电柱内。

6.通过导轨PLC控制器，编制测试平板运行程序，使测试平板从初始位置1开始，依次准确的运行到位置2、位置3、位置4、位置5、位置6、位置7、位置8，而后使其返回运行，依次经过位置7、位置6、位置5、位置4、位置3、位置2，最终回到初始位置1。

7.通过导轨PLC控制器，编制测试平板运行程序，使测试平板在位置1处停留1.5s，在位置2处停留1.5s，在位置3处停留1.5s，在位置4处停留1.5s，在位置5处停留1s，在位置6处停留1.5s，在位置7处停留2s，在位置8处停留1.5s。

测试平板在各个静电传感器处所停留的时间应大于静电信号传输至监控系统所需时间加上传感器监测响应时间。

测试平板在离子棒、离子风机处所停留时间，应大于控制信号无线传输至消电器所需时间加上消电器工作启动时间加上消电时间。

即：测试平板在离子棒处(位置5)的停留时间＞离子棒正常消电时间+离子棒从待机状态恢复正常工作所需时间+监控系统控制信号传输至离子棒所需时间。

测试平板在离子风机处(位置7)的停留时间＞离子风机正常消电时间+离子风机从待机状态恢复正常工作所需时间+监控系统控制信号传输至离子风机所需时间。

8.打开集成电源的电源开关，给静电传感器、离子棒和离子风机供电。

集成电源内包含无线发射模块，可将监测数据、工作状态数据传送至工业触屏计算机的监控软件，同时监控软件根据静电传感器监测信号，选择相应的输出控制信号指令离子棒、离子风机运行或待机。

9.打开工业触屏计算机，与集成电源建立无线网络连接，启动监控软件程序，在监控系统软件内设置静电传感器4与离子棒XCQ1联动控制，静电传感器6与离子风机XCQ2联动控制；

结合图6a和图6b中所示，设定静电报警阈值为±500V。

当监测到静电压值超过500V时，静电传感器通过无线模块输出报警信号至监控软件，监控软件发出指令启动离子棒或离子风机持续工作设定的时间，以消除测试平板上的静电荷。

当监测到静电压值未超过500V时，监控软件对离子棒或离子风机发出待机指令。静电传感器始终处于监测的工作状态，整个监测过程中监测数据将即时传送至监控软件，并实时显示静电压数据；当超出设定的静电压阈值，则会出现红色闪电报警标记。离子棒、离子风机的待机状态、工作状态及实时运行参数也会不间断传输至监控软件，并实时显示其状态参数。

10.将高压直流电源的正、负高压输出调节至±1500V，正、负高压同时输出至正、负高压插头。

11.启动导轨PLC运行程序，测试平板按照设定程序运行：在位置1处，正高压输出对上平板测试，静电传感器1监测到测试平板上带+1500V静电压值；

当测试平板运动到位置2处，静电传感器2监测到测试平板上带+1500V静电压值；当测试平板运动到位置3处，静电传感器3监测到测试平板上带+1500V静电压值；

当测试平板运动到位置4处，静电传感器4监测到测试平板上带+1500V静电压值；由于静电传感器4与离子棒被设定为联动控制，当测试平板运动到位置5处，离子棒处于工作状态，对测试平板上的静电荷进行消除，直至达到设定的工作时间后进入待机状态。

被消电后的测试平板运动到位置6处，静电传感器5检监测到测试平板上无静电压值或静电压值低于设定的静电阈值。

测试平板运动到位置7处时，离子风机仍然处于待机状态。

测试平板运动到位置8处，上平板(加电板)被负高压输出加电，静电传感器6监测到-1500V静电压值，随即发出报警信号，监控系统发出指令使离子风机工作。

当测试平板返回运动至位置7处，离子风机处于工作状态，对测试平板上的静电荷进行消除，直至达到设定的工作时间后进入待机状态。

测试平板继续按程序返回运动，由于测试平板上的静电荷已被离子风机消除，所以在位置6、4、3、2处，静电传感器5、4、3、2监测到测试平板上无静电压值或静电压值低于设定的静电阈值。

在本实施例中，重点体现的是：利用高压直流电源给测试平板加电这种人为刻意的实验方式模拟带电物体，并以此为监测对象，对多个监测距离下，多个静电传感器在同一静电压下的监测准确性进行验证；并可一同验证离子风机、离子棒的消电性能；因可通过监控软件设置静电传感器与消电器联动控制(CGQ4与XCQ1联动控制，CGQ6与XCQ2联动控制)，即可验证监控系统的运行可靠性。

实施例2：

硬件布置结构关系参见图4中所示，离子棒与离子风机的逻辑控制流程分别参见图7a、图7b中所示。

实施方式2与实施方式1的区别在于：

1、在距离位置6的中心向后25cm处，增设位置9；并在位置9处对应安装静电传感器7，安装高度同静电传感器5。

增设静电传感器7的目的在于：完善消电器与静电传感器的联动设置(CGQ4、CGQ5与XCQ1联动控制，CGQ6、CGQ7与XCQ2联动控制)，加强对消电器消电性能的精确调节。如：当静电传感器CGQ5监测到经过消电器(离子棒)XCQ1消电后的测试平板仍带有较大的剩余静电压(超出设定的静电阈值)，则CGQ5发出报警信号至监控系统，则监控系统根据其所监测到的静电压信号，调节XCQ1的离子输出性能(消电性能)，当检测平板从1a端移动过来，再次经过XCQ1时，将检测平板上的静电荷消除彻底。

2、通过导轨PLC控制器，编制测试平板运行程序，使测试平板在位置9处停留1.5s。

3、在监控系统软件内设置静电传感器4和静电传感器5与离子棒XCQ 1联动控制，静电传感器6和静电传感器7与离子风机XCQ2联动控制。

4、由于静电传感器4与静电传感器5都与离子棒联动，当测试平板运动到位置4处，静电传感器4监测到测试平板带+1500V静电压，超出设定的静电阈值，静电传感器4通过集成电源内的无线发射模块向监控系统发出报警信号，监控系统则发出控制指令启动离子棒工作.

当测试平板运动到位置5处，离子棒则对测试平板上的静电荷进行消电。

当测试平板运动到位置6处，静电传感器5监测到测试平板无静电压或静电压小于500V，并将监测到的静电信号传输至监控系统，监控系统发出控制指令使离子棒停止消电工作，进入待机状态。

相反，如果静电传感器5监测到测试平板静电压大于等于500V，则说明离子棒消电性能下降，静电传感器5会将静电报警信号传输至监控系统，监控系统则发出红色闪电报警标记或发出对离子棒运行参数的调整指令，以提高离子棒的消电能力。

5、由于静电传感器6与静电传感器7都与离子风机XCQ1联动，当测试平板运动到位置8处，静电传感器6监测到测试平板带-1500V静电压，超出设定的静电阈值，静电传感器6通过集成电源内的无线发射模块向监控系统发出报警信号，监控系统则发出控制指令启动离子风机工作。

当测试平板运动到位置7处，离子风机XCQ 2则对测试平板上的静电荷进行消除。

当测试平板运动到位置9处，静电传感器7监测到测试平板无静电压或静电压小于500V，并将监测到的静电信号传输至监控系统，监控系统发出控制指令使离子风机停止消电工作，进入待机状态。

相反，如果静电传感器7监测到测试平板静电压大于等于500V，则说明离子风机消电性能下降，静电传感器7会将静电报警信号传输至监控系统，监控系统则发出红色闪电报警标记或发出对离子风机运行参数的调整指令，以提高离子风机的消电能力。

在本实施例中，重点体现的是：通过增设静电传感器，使消电器同时和设置在其前后两端的传感器联动设置，加强对消电器消电性能的精确调节。.

实施例3：

1、硬件布置结构关系如图4中所示，离子棒与离子风机的逻辑控制流程分别见参图8a和图8b。

设置静电传感器4与静电传感器5与离子棒联动，静电传感器6与静电传感器7与离子风机联动。

2、当静电传感器4监测到平板电极带+1500V静电压时，静电传感器通过集成电源内的无线发射模块向监控系统发出报警信号，监控系统则发出控制指令启动离子棒工作消除平板上的静电荷。

3、而当经过离子棒消电后，传感器5和传感器7监测到平板静电压大于+500V(如+600V)，则说明离子棒消电能力下降；传感器7将静电报警信号通过集成电源内的无线发射模块向监控系统发出，监控系统则发出控制指令启动离子风机工作继续消除平板上的静电荷。

4、当静电传感器6监测到平板电极带-1500V静电压时，静电传感器通过集成电源内的无线发射模块向监控系统发出报警信号，监控系统则发出控制指令启动离子风机工作消除平板上的静电荷。

5、而当经过离子风机消电后，传感器7和传感器5监测到平板静电压小于-500V(如-600V)，则说明离子风机消电能力下降；传感器5将静电报警信号通过集成电源内的无线发射模块向监控系统发出，监控系统则发出控制指令启动离子棒工作继续消除平板上的静电荷。

与实施例2相比，本实施例中增加了消除器对测试平板上的剩余静电，进行再次消电的功能。

在本实施例中，重点体现的是：经过首次消电后，平板电极上仍存在超过设定阈值的静电压，此时监控系统指令后序消电器继续工作，消除平板电极上的剩余静电。

结合上述的3个实施例可知，在图6a、图6b、图7a、图7b、图8a和图8b中，明确地给出了本发明技术方案中，静电传感器、静电消除装置(包括离子棒和/或离子风机)、监控系统三者之间的工作逻辑关系和控制模式上和区别，由于其采用业内习惯表示方法进行绘制，本领域的技术人员，完全可以毫无异义地得知其所表示的含义和相互之间的逻辑关系，在此不再叙述。

本发明的技术方案，通过IP地址对各个静电监测装置、静电消除装置建立对应关联关系，便于在生产现场通过组建局域网的方式，构建一个能满足客户需求的静电监测及消除系统，系统的可扩展性好；其采用闭环式反馈模式，静电传感装置与静电消除装置一一对应地实施联动控制，增强了整个静电监测及消除系统的自我判断能力和静电消除效果，有助于用户自行对各个监测及静电消除部件的功能是否正常进行判断或评判，缩短了现场解决问题、处理故障的时间或周期；其能够评判、验证在多个不同的监测距离下，多个静电监测装置在同一静电压下的监测准确性；采用多次静电监测和多次静电消除的逻辑控制模式，实现了真正意义上的“智能化自动监测和静电消除”。

本发明可广泛用于静电监测与消除系统的设计及管理领域。