摘要:
静电的发生是随时随处的.从举手投足间与服装的摩擦,到干燥空气的流动,强对流云团的对流、云层中放电引起线路静电感应,都会有静电产生.当静电的能量积累到一定的程度时,就会发生剧烈的放电现象,所产生的干扰,是一种常见的近场危害源,其放电过程可形成高电压、强电场、瞬时大电流,同时会产生热、光、电、磁等各种电磁环境效应的静电干扰.此时,对于一些电子设备及电子元器件,可以直接使其失去本身应有的正常性能,甚至完全丧失正常功能,并造成设备及元器件的损坏.静电干扰的研究由来已久.但近年来,随着电信技术、现代工业的飞速发展,静电干扰越来越受到相关各界的重视.主要的原因是,现在的电子设备越来越小型化、通讯设备传输工作电压越来越低和通信频率的越来越高,特别是随着集成电路集成度的增加,静电也越来越显示出它的危害性.本文通过对介休市自动气象站温度、湿度、雨量数据在正常运行环境中各种不同模式的静电,对自动气象站报文数据造成的影响进行分析研究.得知:温度数据值的产生,是在自动气象站采集器提供的2毫安温度激励源电流的作用下,受采集器内单片机控制,在温度传感器感应元件铂电阻PT100两端产生一个0.16V——0.24V电压信号(对应的温度范围-40~+60°C).此信号被采集器采集到后,经放大、运算、数据处理、数/模转换等,最终显示出实时温度值.当受到静电干扰时,当干扰脉冲在0.2V上下波动,未超出0.16V——0.24V的范围.对应的温度也在此范围内上下做小幅度的波动.此时采集到的报文数据,清楚的可以看到温度以正常值为中心,上下做小幅跳变;当干扰脉冲超出0.16V——0.24V的范围.采集器单片机解算出的实时温度电压值由于异常,无法进行温度订正,对应的温度值就会较大的偏离正常值,报文数据造成严重失真,出现异常值.湿度电压值未受到静电的干扰,湿度输出电压值为正常的湿度数据值;当受到静电干扰时,干扰脉冲超出湿度的正常数据信号电压值的范围,采集器单片机解算的实时湿度电压值由于异常,无法进行湿度订正.对应的湿度值就会严重失真.通过对介休市自动站受静电干扰分析得出主要原因如下:自动站采集器外壳、地温变送器箱或PCB板,没接地或接地不牢靠;工作平台上的一些器件大多数没接地,使静电放电电流没有良好的接地通道;观测室没铺设静电地板,在干燥季节和工作人员穿戴衣饰影响下,易产生静电;自动站信号线与市电在同一管道,很容易感应产生静电;自动站信号线与其它信号线走线在同一管道,如观测场视频信号线等.极易产生静电耦合的影响;不合理的走线所造成的传导耦合干扰;观测场防雷地网与观测室地网没连为一体时,或接地电阻的不符合要求.接地电位差的影响;来自外部不确定因素的影响,如观测场附近周围有高压电源线、机械施工等;恶劣天气产生的影响如:干燥空气的流动、雷电天气的强对流云团的影响、云层中放电引起线路静电感应、季节气候的影响、雷电感应.自动气象站防静电应采取一下措施:首先,自动站台站周围的干扰源,是不可忽视的一个方面.应避免在自动气象站场地附近进行任何有电磁干扰源的施工操作.如电焊、大容量电机机械施工操作、大功率无线对讲设备等.然而,高压电、市电的普遍存在也是不可忽视的,信号线要尽量远离高压线.拒绝信号线和市电在同一管道走线.其次,增加环境湿度.在容易产生静电的工作场所,可安装加湿喷雾器、空调设备或挂湿布片来提高空气湿度,降低或消除静电的危害.在防护自动站静电干扰的研究实践中认识到,自动站受季节气候的影响较大,在春冬两季,由于北方干燥的空气,容易产生静电.从消除静电危害角度考虑.室内空气湿度低于30%时,有利于磨擦产生静电,若将湿度提高到45%以上,静电就难产生了.因此,观测室相对湿度,在50%---70%以上为宜.再次,工作操作人员避免穿化纤衣物和导电性能低的胶底鞋,必要时以触摸接地金属器件等方法导除人体所带静电.因为静电会随时时刻产生,随时存在,无论采取怎样的防静电措施,对元器件的损害威胁时刻都会产生.所以,在平时的操作过程中,尽可能的不要直接接触元器件,以避免随时产生的静电对元器件产生伤害.